Investigadores de la Universidad de Misuri utilizaron una innovadora herramienta de edición genética diseñada mediante inteligencia artificial para desarrollar plantas de arroz resistentes al tizón bacteriano, una enfermedad que amenaza la producción de uno de los alimentos más importantes del mundo. El avance permitió modificar simultáneamente tres genes relacionados con la susceptibilidad a la infección y obtener plantas capaces de resistir distintas cepas del patógeno.
ChileBio / 10 de noviembre, 2026.- La combinación de inteligencia artificial y edición genética está abriendo nuevas posibilidades para desarrollar cultivos más resistentes a enfermedades. Un equipo de científicos de la Universidad de Misuri, en Estados Unidos, ha demostrado el potencial de esta integración al obtener plantas de arroz resistentes al tizón bacteriano mediante OpenCRISPR-1, un sistema de edición del genoma diseñado con inteligencia artificial.
La investigación, dirigida por el profesor Bing Yang y publicada en la revista científica aBIOTECH, representa un avance tanto para el mejoramiento genético del arroz como para el desarrollo de nuevas herramientas biotecnológicas destinadas a la agricultura.
Los científicos lograron editar genes que favorecen la susceptibilidad del cultivo a una importante enfermedad bacteriana y demostraron que las modificaciones podían proporcionar resistencia frente a múltiples variantes del microorganismo responsable.
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Una enfermedad que amenaza uno de los alimentos más importantes del planeta
El arroz (Oryza sativa) constituye un alimento fundamental para miles de millones de personas, especialmente en Asia y África, donde también representa una fuente esencial de ingresos para numerosas comunidades agrícolas.
Entre las enfermedades que afectan su producción se encuentra el tizón bacteriano del arroz, causado por la bacteria Xanthomonas oryzae pv. oryzae. Esta enfermedad puede provocar lesiones y daños extensos en las hojas, comprometer la fotosíntesis y ocasionar pérdidas importantes de rendimiento y calidad.
El profesor Bing Yang, investigador del Bond Life Sciences Center de la Universidad de Misuri, destacó que esta enfermedad representa un desafío especialmente serio para los agricultores que dependen del arroz como cultivo básico.
Su laboratorio lleva años estudiando las interacciones genéticas entre la bacteria y la planta, con el objetivo de identificar mecanismos que permitan fortalecer la resistencia del cultivo.
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La clave genética: impedir que la bacteria aproveche las defensas vulnerables del arroz
Una de las estrategias más prometedoras para combatir esta enfermedad consiste en modificar los denominados genes de susceptibilidad, es decir, genes propios de la planta cuya actividad puede ser aprovechada por determinados patógenos para facilitar una infección.
En el arroz, algunos de estos genes pertenecen a la familia OsSWEET, que codifica proteínas involucradas en el transporte de azúcares.
La bacteria responsable del tizón puede utilizar proteínas efectoras para activar determinados genes OsSWEET, favoreciendo condiciones que contribuyen al desarrollo de la enfermedad.
Los investigadores se concentraron en tres de estos genes: OsSWEET11a, OsSWEET13 y OsSWEET14.
Mediante edición genética, consiguieron introducir mutaciones capaces de interrumpir su funcionamiento y reducir la capacidad de distintas cepas bacterianas para aprovechar estos mecanismos de susceptibilidad.
La estrategia no consiste en incorporar un producto químico contra la bacteria, sino en editar características genéticas de la propia planta que facilitan la infección.
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Editaron tres genes y obtuvieron resistencia frente a distintas cepas bacterianas
Para realizar estas ediciones, el equipo utilizó OpenCRISPR-1, una herramienta de edición genética cuya nucleasa fue desarrollada mediante inteligencia artificial.
Los resultados publicados muestran una elevada eficiencia de edición en tejidos de arroz y en plantas regeneradas.
En experimentos de edición individual, los investigadores alcanzaron frecuencias de mutación del 100% para OsSWEET11a y del 93,3% para OsSWEET14 en las plantas evaluadas.
También demostraron que era posible editar más de un gen simultáneamente. En los experimentos dirigidos a OsSWEET11a y OsSWEET13, la frecuencia de coedición alcanzó el 89%.
Sin embargo, uno de los resultados más destacados llegó al modificar conjuntamente los tres genes de susceptibilidad.
Las plantas experimentales con estas modificaciones fueron expuestas a tres cepas diferentes de Xanthomonas oryzae pv. oryzae: PXO99, PXO86 y ME2.
Las líneas de arroz con los tres genes inactivados mostraron resistencia frente a las tres cepas evaluadas, lo que demuestra el potencial de la edición genética múltiple para obtener protección frente a diferentes variantes de un mismo patógeno.
Los ensayos se realizaron en condiciones experimentales controladas, utilizando la variedad de arroz japónica Kitaake como material de investigación.
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¿Qué tiene de especial utilizar un CRISPR diseñado por inteligencia artificial?
El avance incorpora una innovación que va más allá de la resistencia obtenida en el arroz.
Los sistemas CRISPR convencionales utilizan proteínas que originalmente evolucionaron en microorganismos y que posteriormente fueron adaptadas como herramientas para modificar el ADN de otros organismos.
OpenCRISPR-1, en cambio, fue desarrollado por la empresa biotecnológica estadounidense Profluent, utilizando modelos de inteligencia artificial entrenados para diseñar proteínas a partir de información biológica.
Esto permitió crear una nueva nucleasa con propiedades similares a las de los sistemas CRISPR-Cas9 utilizados habitualmente en investigación.
Aunque OpenCRISPR-1 ya había demostrado su capacidad de edición en células animales, el equipo de Misuri adaptó y optimizó la tecnología para su funcionamiento en arroz.
Los resultados mostraron que esta herramienta podía generar modificaciones genéticas con frecuencias de edición y patrones de mutación comparables a los obtenidos con la conocida nucleasa Cas9 de Streptococcus pyogenes.
En otras palabras, la inteligencia artificial no modificó directamente las plantas, sino que permitió diseñar una herramienta molecular que posteriormente fue utilizada por los investigadores para editar su genoma.
Una tecnología que también amplía las posibilidades de la edición genética de precisión
El estudio no se limitó a generar plantas resistentes al tizón bacteriano.
Los investigadores también evaluaron componentes complementarios de OpenCRISPR-1, incluido un ARN guía diseñado mediante inteligencia artificial, que permitió mantener una elevada actividad de edición en diferentes regiones del genoma del arroz.
Además, desarrollaron una variante denominada OpenPE6c, destinada a una modalidad más avanzada conocida como prime editing, o edición genética de precisión.
Esta técnica permite introducir cambios específicos en la secuencia de ADN, ampliando el tipo de modificaciones que pueden realizarse mediante herramientas CRISPR.
En experimentos con protoplastos de arroz, OpenPE6c alcanzó niveles de edición precisa comparables a los de un sistema convencional basado en Cas9, con una menor generación de productos de edición no deseados en los sitios evaluados.
Estos resultados amplían el potencial de las nucleasas diseñadas mediante inteligencia artificial para desarrollar nuevas plataformas de mejoramiento genético vegetal.
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Una plataforma abierta para impulsar la innovación agrícola
Otro aspecto relevante de OpenCRISPR-1 es su modelo de acceso abierto, que busca facilitar la utilización de nuevas herramientas de edición genética por parte de investigadores y empresas.
A diferencia de otras tecnologías cuya utilización comercial puede estar sujeta a condiciones de propiedad intelectual más restrictivas, Profluent ha puesto OpenCRISPR-1 a disposición de la comunidad científica bajo un esquema de acceso público y licenciamiento para distintos usos.
«Esa accesibilidad brinda a investigadores y empresas mayor flexibilidad para explorar nuevas soluciones genéticas y desarrollar variedades de cultivos con características agrícolas valiosas», afirmó Bing Yang en un comunicado de prensa.
El desarrollo de nuevas nucleasas y componentes de edición genética mediante inteligencia artificial podría ampliar las herramientas disponibles para los programas de mejoramiento vegetal y facilitar la exploración de características agrícolas de interés.
La posibilidad de disponer de alternativas tecnológicas también es relevante para empresas de biotecnología agrícola y centros de investigación que buscan desarrollar nuevas variedades mediante edición del genoma.
Del laboratorio al campo: el potencial para proteger más cultivos
Aunque el equipo ya consiguió obtener plantas de arroz resistentes a las cepas bacterianas evaluadas, el trabajo se encuentra todavía en una etapa experimental.
Los siguientes pasos incluyen trasladar las modificaciones a variedades comerciales de arroz, evaluar su comportamiento agronómico y avanzar en las pruebas y procesos necesarios para su eventual utilización agrícola.
El equipo de Bing Yang considera que la misma estrategia de edición genética podría extenderse a otros cultivos de importancia económica, como el maíz y la soya, y contribuir al desarrollo de variedades mejor preparadas para enfrentar enfermedades y condiciones ambientales adversas.
La tolerancia a la sequía y a las temperaturas extremas figura entre las posibles aplicaciones futuras de estas herramientas, aunque estos atributos no fueron evaluados en el estudio sobre arroz.
El avance demuestra cómo la convergencia entre inteligencia artificial y biotecnología vegetal puede ampliar las posibilidades del mejoramiento genético, proporcionando nuevas herramientas para desarrollar cultivos más resistentes, proteger la producción agrícola y contribuir a la seguridad alimentaria.
Referencia
- Gupta, A., Ahuja, R., Liu, B., Adero, M., Pham, D. T., Frommer, W. B., & Yang, B. (2026). AI-designed OpenCRISPR-1 enables efficient targeted mutagenesis and prime editing in rice. aBIOTECH, 7(3), 100054. DOI: https://doi.org/10.1016/j.abiote.2026.100054