Un equipo de investigadores de la Universidad de Georgia ha desarrollado una nueva forma de criar plantas con mejores rasgos. Al introducir una proteína humana en las especies de plantas modelo Arabidopsis thaliana , los investigadores descubrieron que podían activar selectivamente genes silenciados ya presentes dentro de la planta.
El uso de este método para aumentar la diversidad entre las poblaciones de plantas podría servir para crear variedades que puedan resistir la sequía o las enfermedades en los cultivos u otras poblaciones de plantas, y los investigadores ya han comenzado a probar la técnica en maíz, soja y arroz.
Publicaron sus hallazgos en Comunicaciones de la naturaleza .
El proyecto de investigación fue dirigido por Lexiang Ji, un estudiante de doctorado en bioinformática, y William Jordan, un estudiante de doctorado en genética. El nuevo método que exploraron, conocido como epimutagénesis, permitirá criar diversas plantas de una manera que noNo es posible con las técnicas tradicionales.
"En el pasado esto se hizo con la reproducción tradicional. Se toma una planta, se reproduce con otra planta que tiene otra característica que desea crear otra planta", dijo Jordan. "El problema con eso es conseguir un individuo que tengatodas las características que desea y ninguna de las características que no desea. Es un poco difícil. Con nuestra nueva técnica, puede modificar cómo se activan y desactivan los genes en esa planta sin tener que introducir otro conjunto completode genes de otro progenitor "
La idea del método evolucionó originalmente al trabajar en el laboratorio con el departamento de genética del profesor Robert Schmitz, el autor correspondiente del estudio. En su laboratorio, los investigadores estudiaban la metilación del ADN, que controla los rasgos genéticos expresados, y crear mapas de dóndeLa metilación del ADN se encuentra en muchas especies de plantas, incluidos los cultivos. Cuando se elimina la metilación del ADN, los investigadores descubrieron que podían activar selectivamente genes previamente silenciados en el genoma subyacente de la planta.
"Vimos repetidamente que muchos genes son silenciados por la metilación del ADN y pensamos que era un poco curioso", dijo Schmitz. "Hay muchas discusiones que puede tener sobre por qué existen, pero la realidad es que están ahí".Así que nos preguntamos, ¿cómo podemos aprovecharlos? Usemos la planta que ya está en el campo y volvamos a despertar algunos de esos genes silenciados para generar una variación de rasgos ".
Para activar estos genes inactivos o silenciados, los investigadores introdujeron una enzima humana, conocida como una enzima de translocación diez-once, para plantar plántulas usando bacterias especialmente modificadas como vector de entrega. La introducción de esta proteína humana permite a los investigadores eliminar la metilación del ADN y, por lo tanto,activar genes previamente silenciados.
Descubrir la mejor manera de introducir la proteína a las especies de plantas ha sido un proceso de prueba y error. Con la experiencia de Ji en bioinformática, los investigadores pueden ver grandes conjuntos de datos sobre su experimento y tomar decisiones sobre cómo proceder mejorcon el proyecto
"Los datos realmente nos han ayudado a hacer una lluvia de ideas y coordinar lo que deberíamos hacer a continuación", dijo Ji. "Eso fue particularmente importante al comienzo de este proyecto porque simplemente no sabíamos qué iba a pasar con esta nueva técnica"."
"Hace miles de años plantarías cientos de plantas y una de ellas funciona muy bien, así que generarías generaciones de esa planta. Sin embargo, al hacer esto, reduces la diversidad genética hasta que son básicamente muy,muy similar ", dijo Jordan." Si bien eso es beneficioso para el rendimiento u otras características de la planta que pueda desear, si hay un estrés al que no están bien adaptados porque todos son muy similares, todos van a responder en elde la misma manera. Eso crea un cultivo potencialmente vulnerable "
"Si no tienen las diferencias genéticas para responder, entonces puede acabar con los cultivos", agregó Schmitz. "Esto no es un salvador, pero es una estrategia alternativa que no se ha probado antes. La idea espara acceder a genes que las personas no han estado estudiando porque no se expresan pero están allí. Creemos que este método para reactivar estos genes podría conducir a una mayor variación de rasgos que podría ser útil para aplicaciones de biotecnología ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Georgia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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