Ciencia y VidaCRISPR y agricultura

Corta-pega genético para que los tomates sepan a tomate

Editan el genoma de un tomate silvestre para ser más productivo, manteniendo propiedades de sabor y nutrientes

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Corta-pega genético para que los tomates sepan a tomate
Tomate silvestre (izquierda) y toma domesticado (derecha)

Tomate silvestre (izquierda) y toma domesticado (derecha) Agustin Zsögön

Resumen:

El tomate ya no sabe a tomate. Nos podemos repetir ese mantra mil veces, pese a que ya no sepamos cómo sabe un tomate. Porque este fruto, en estado salvaje, sencillamente no llega a nuestras cocinas. Una de las razones por las que tendemos a echar de menos sabores que apenas hemos conocido es que las variedades cultivadas son producto de cientos de años de evolución dirigida por humanos. Además, se han escogido variedades más resistentes y productivas.

La humanidad ha modificado gradualmente las propiedades de las plantas silvestres para adaptarlas a sus necesidades. Un motivo era –y sigue siendo– un mayor rendimiento. Pero un efecto secundario de esta mejora ha sido una reducción en la diversidad genética y la pérdida de propiedades útiles, por ejemplo, el sabor.

También pueden haber perdido resistencia a ciertas enfermedades o contenido en nutrientes frente a sus antecesoras. Ahora, por primera vez, investigadores de Brasil, Estados Unidos y Alemania han hecho el trabajo de cientos de generaciones de agricultores cruzando variedades de golpe: utilizando CRISPR-Cas9, el proceso de edición del genoma cortando y pegando genes.

Comenzaron con un tomate silvestre y al final introdujeron una variedad de características de cultivo sin perder las valiosas propiedades genéticas de la planta silvestre, entre otras, el olor y sabor del fruto. Los resultados han sido publicados en Nature Biotechnology.

Este nuevo método permite comenzar desde cero el proceso de domesticación de una planta silvestre

La idea es detectar cuáles son los genes determinantes en las propiedades que nos interesan del tomate perfecto para el cultivo. Si se extraen del genoma de una variedad y se insertan en el del sabroso tomate salvaje, se puede obtener una nueva planta que combina lo mejor de ambas. Una especie de cruce acelerado de especies mediante unas tijeras moleculares.

“Este nuevo método nos permite comenzar desde cero el proceso de domesticación”, dice el biólogo Jörg Kudla de la Universidad de Münster (Alemania), cuyo equipo está involucrado en el estudio. “Al hacerlo, podemos utilizar todo el conocimiento sobre genética de plantas que los investigadores han acumulado en las últimas décadas. Podemos preservar el potencial genético y las propiedades particularmente valiosas de las plantas silvestres y, al mismo tiempo, tener las ventajas de cultivos modernos en muy poco tiempo”. En total, los investigadores pasaron cerca de tres años trabajando en sus estudios.

Tomates del tamaño de un guisante

Los investigadores eligieron el Solanum pimpinellifolium como la especie de planta madre, un pariente de tomate silvestre de América del Sur y del progenitor del tomate cultivado moderno. Las frutas de la planta silvestre son solo del tamaño de guisantes y el rendimiento es bajo, dos propiedades que lo hacen inadecuado como cultivo. Por otro lado, la fruta es más aromática que los tomates modernos, que han perdido parte de su sabor debido al sinfín de cruces habidos a lo largo de su domesticación. Además, la fruta silvestre contiene más licopeno, un antioxidante.

Los investigadores modificaron la planta silvestre mediante el uso de “multiplex CRISPR-Cas9” de tal manera que las plantas descendientes portaron pequeñas modificaciones genéticas en seis genes. Estos genes decisivos ya habían sido retratados por los investigadores en los últimos años y se consideran la clave genética de las características del tomate domesticado. Una vez editado el genona, la fruta es tres veces más grande que la del tomate silvestre, del tamaño de un cherry. Hay diez veces más producción y su forma es más ovalada. Esta propiedad es interesante porque cuando llueve las frutas redondas se rompen más rápido que los frutos alargados. Las matas también tienen un crecimiento más compacto.

“Esta es una innovación decisiva que no puede lograrse mediante ningún proceso de mejora convencional con tomates actualmente cultivados”, dice Jörg Kudla. “El licopeno puede ayudar a prevenir el cáncer y las enfermedades cardiovasculares. Por lo tanto, desde el punto de vista de la salud, el tomate que hemos creado probablemente tenga un valor adicional en comparación con los tomates cultivados convencionales y otros vegetales que solo contienen licopeno en cantidades muy limitadas”. Hasta ahora, agrega, los criadores han intentado en vano aumentar el contenido de licopeno en los tomates cultivados. En los casos en los que tuvieron éxito, sin embargo, esto fue a expensas del contenido de betacaroteno, que también protege las células y, por lo tanto, es un ingrediente valioso.

En Europa, serían tomates transgénicos

Para que estos tomates terminasen en un supermercado tendrían que darse un buen número de pasos administrativos. Pero, desde el pasado julio, en la Unión Europea se consideran un producto transgénico, con las restricciones que ello supone para su cultivo y comercialización.

La Justicia ha entendido que la ley a la que se someten los productos agrarios editados mediante CRISPR data de 2001. Según la Corte de Justicia, los virtuales riesgos asociados a las técnicas de edición genética CRISPR son similares a los de la transgénesis porque se obtiene con ellas los mismos efectos que se obtienen con la introducción de un transigen. El principio de prudencia es al que apelan la mayoría de grupos ecologistas en sus argumentos contra los transgénicos.

Según explica a la agencia Sinc Josep M. Casacuberta, investigador del Centro de Investigación Agrigenómica, “decir que el objetivo de la edición génica es el mismo que el de la transgénesis, e implícitamente decir que es diferente de la mutagénesis convencional, es simplemente falso. Las nuevas técnicas de edición genética con CRISPR son una aproximación mucho más selectiva al permitir introducir una sola mutación que dará la característica buscada sin necesidad de introducir muchas mutaciones al azar y esperar obtener la que nos interesa. No es la introducción de un gen nuevo (como en la transgénesis) sino la introducción de mutaciones puntuales, aunque se haga de manera mucho más dirigida”.