Un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en colaboración con el Instituto Universitario de Investigación de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana (COMAV) y el Departamento de Aplicaciones e Innovación en Supercomputación (Cineca) italiano, ha logrado un avance significativo en el ámbito de la biotecnología vegetal. Este grupo ha desarrollado un innovador método para silenciar genes en plantas, lo que podría transformar el rendimiento agrícola.
La técnica emplea secuencias ultracortas de ácido ribonucleico (ARN) transportadas por virus modificados genéticamente. Este enfoque permite personalizar los rasgos de las plantas, abriendo nuevas posibilidades para la mejora de cultivos, la genómica funcional y la agricultura sostenible. El trabajo fue publicado recientemente en la revista Plant Biotechnology Journal.
Nueva tecnología basada en vectores virales
La innovación radica en el uso de vectores virales modificados, que eliminan el material genético responsable de enfermedades y se convierten en vehículos para introducir secuencias específicas de ARN en las plantas. Esta técnica ya ha demostrado su eficacia en condiciones experimentales, logrando inducir la floración, acelerar el desarrollo de variedades mejoradas y aumentar la tolerancia a la sequía.
El investigador Ramón y Cajal del CSIC, Fabio Pasin, quien lideró el estudio, señala que “hemos implementado enfoques de biología sintética compatibles con la futura producción a escala industrial”. Esto representa una optimización significativa en las plataformas tecnológicas para validar aplicaciones agrícolas basadas en estos vectores virales.
Interferencia específica mediante ARN corto
La nueva técnica, conocida como inserciones de ARN corto transportadas por virus (vsRNAi), utiliza un virus vegetal benigno para llevar moléculas cortas de ARN a las plantas. Este proceso activa la interferencia de ARN (RNAi), que silencia genes específicos al impedir que su información se traduzca en proteínas. Esta metodología no solo mejora la eficacia del silenciamiento génico, sino que también reduce drásticamente el tamaño y complejidad de los constructos tradicionales utilizados hasta ahora.
Los investigadores han diseñado vsRNAi dirigidos a genes concretos mediante una combinación de genómica comparativa y transcriptómica. Han demostrado que secuencias ultracortas, compuestas por 24 nucleótidos, son efectivas para silenciar genes vegetales. Según Pasin, “esta innovación permite aplicaciones más rápidas, baratas y escalables”.
Aplicaciones prometedoras en cultivos
El estudio se centró particularmente en el gen CHLI, crucial para la biosíntesis de clorofila. Al introducir inserciones entre 20 y 32 nucleótidos en una planta modelo, los resultados mostraron un amarillamiento visible en las hojas y disminuciones significativas en los niveles de clorofila, confirmando así un robusto silenciamiento génico.
La técnica se aplicó también a cultivos importantes dentro de la familia botánica Solanaceae, como tomates y berenjenas escarlatas (Solanum aethiopicum). Esta última especie tiene un gran potencial para ser cultivada más allá de sus áreas actuales, incluso extendiéndose a Europa.
Implicaciones para el futuro agrícola
Las ventajas del nuevo método frente a otras técnicas existentes incluyen su simplicidad, especificidad y coste reducido. Además, no implica modificaciones permanentes en los genomas vegetales. Pasin expresa su entusiasmo: “Creemos que esta técnica podría revolucionar tanto la investigación básica como la agricultura”, destacando su capacidad para alterar características específicas según demanda.
Los hallazgos tienen implicaciones significativas para mejorar el rendimiento agrícola y aumentar la resistencia a enfermedades. La portabilidad del método vsRNAi entre diferentes especies resalta su potencial tanto para cultivos modelo como infrautilizados.
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