Cultivan tomates con ayuda de la revolucionaria técnica de edición genética CRISPR

Investigadores de la Universidad de Tel Aviv lograron cultivar tomates implementando la tecnología de edición genética CRISPR, que permite “cortar” o “editar” (o en otras palabras, eliminar o reemplazar) partes del ADN entre las células de cualquier organismo. Teniendo en cuenta el cambio climático y la disminución de los recursos del agua dulce, los investigadores partieron de que ha aumentado la demanda de cultivos agrícolas que requieran menos agua.

Para el estudio, publicado en el Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, los científicos optaron por una modificación en el tomate mediante el método CRISPR, dirigido a un gen conocido como ROP9. Las ROP son proteínas que funcionan como una suerte interruptores, es decir, que alternan entre un estado activo e inactivo.

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Por medio del proceso de transpiración, las plantas evaporan el agua de sus hojas. Al tiempo, el dióxido de carbono ingresa a las hojas y se asimila en azúcar mediante el proceso de la fotosíntesis, que también tiene lugar en las hojas. Tanto la transpiración como la absorción de dióxido de carbono tienen lugar simultáneamente gracias a aberturas especiales en la superficie de las hojas llamadas estomas, que pueden abrirse y cerrarse, siendo un mecanismo por medio del cual las plantas regulan su estado hídrico.

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En condiciones de sequía, por ejemplo, las plantas cierran sus estomas y así reducen la pérdida de agua debida a la transpiración. “Descubrimos que la eliminación de ROP9 mediante la tecnología CRISPR causa un cierre parcial de los estomas. Este efecto es particularmente pronunciado durante el mediodía, cuando la tasa de pérdida de agua de las plantas en el proceso de transpiración es más alta”, señaló el investigador Shaul Yalovsky.

“Por el contrario, en la mañana y en la tarde, cuando la tasa de transpiración es menor, no hubo una diferencia significativa en la tasa de pérdida de agua entre las plantas de control y las plantas modificadas con ROP9. Debido a que los estomas permanecieron abiertos en la mañana y en la tarde, las plantas fueron capaces de absorber suficiente dióxido de carbono, evitando cualquier disminución en la producción de azúcar mediante la fotosíntesis incluso durante las horas de la tarde, cuando los estomas estaban más cerrados en las plantas modificadas con ROP9″, agregó el científico.

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Al evaluar los resultados de los cultivos, los científicos encontraron que aunque las plantas con ROP9 pierden menos agua en el proceso de transpiración, no hay ningún efecto negativo en la fotosíntesis, la cantidad o la calidad de los cultivos, que se reflejan en la cantidad de azúcar de los frutos.

Por su parte, el investigador Nir Sade añadió que existe una similitud entre la ROP9 en los tomates y las proteínas ROP “que se encuentran en otras plantas de cultivo como el pimiento, la berenjena y el trigo”, por lo que los descubrimientos detallados en el artículo “podrían constituir la base para el desarrollo de plantas de cultivo adicionales, con una mayor eficiencia en el uso del agua y para una comprensión más profunda de los mecanismos detrás de la apertura y el cierre de los estomas”.

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Investigadores de la Universidad de Tel Aviv lograron cultivar tomates implementando la tecnología de edición genética CRISPR, que permite “cortar” o “editar” (o en otras palabras, eliminar o reemplazar) partes del ADN entre las células de cualquier organismo. Teniendo en cuenta el cambio climático y la disminución de los recursos del agua dulce, los investigadores partieron de que ha aumentado la demanda de cultivos agrícolas que requieran menos agua.

Para el estudio, publicado en el Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, los científicos optaron por una modificación en el tomate mediante el método CRISPR, dirigido a un gen conocido como ROP9. Las ROP son proteínas que funcionan como una suerte interruptores, es decir, que alternan entre un estado activo e inactivo.

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Por medio del proceso de transpiración, las plantas evaporan el agua de sus hojas. Al tiempo, el dióxido de carbono ingresa a las hojas y se asimila en azúcar mediante el proceso de la fotosíntesis, que también tiene lugar en las hojas. Tanto la transpiración como la absorción de dióxido de carbono tienen lugar simultáneamente gracias a aberturas especiales en la superficie de las hojas llamadas estomas, que pueden abrirse y cerrarse, siendo un mecanismo por medio del cual las plantas regulan su estado hídrico.

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En condiciones de sequía, por ejemplo, las plantas cierran sus estomas y así reducen la pérdida de agua debida a la transpiración. “Descubrimos que la eliminación de ROP9 mediante la tecnología CRISPR causa un cierre parcial de los estomas. Este efecto es particularmente pronunciado durante el mediodía, cuando la tasa de pérdida de agua de las plantas en el proceso de transpiración es más alta”, señaló el investigador Shaul Yalovsky.

“Por el contrario, en la mañana y en la tarde, cuando la tasa de transpiración es menor, no hubo una diferencia significativa en la tasa de pérdida de agua entre las plantas de control y las plantas modificadas con ROP9. Debido a que los estomas permanecieron abiertos en la mañana y en la tarde, las plantas fueron capaces de absorber suficiente dióxido de carbono, evitando cualquier disminución en la producción de azúcar mediante la fotosíntesis incluso durante las horas de la tarde, cuando los estomas estaban más cerrados en las plantas modificadas con ROP9″, agregó el científico.

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Al evaluar los resultados de los cultivos, los científicos encontraron que aunque las plantas con ROP9 pierden menos agua en el proceso de transpiración, no hay ningún efecto negativo en la fotosíntesis, la cantidad o la calidad de los cultivos, que se reflejan en la cantidad de azúcar de los frutos.

Por su parte, el investigador Nir Sade añadió que existe una similitud entre la ROP9 en los tomates y las proteínas ROP “que se encuentran en otras plantas de cultivo como el pimiento, la berenjena y el trigo”, por lo que los descubrimientos detallados en el artículo “podrían constituir la base para el desarrollo de plantas de cultivo adicionales, con una mayor eficiencia en el uso del agua y para una comprensión más profunda de los mecanismos detrás de la apertura y el cierre de los estomas”.

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