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Genes de algas verdes azuladas, utilizadas por un grupo de científicos estadounidenses y británicos en el desarrollo de una planta de tabaco genéticamente modificada, podrían mejorar los rendimientos de los principales cultivos a nivel mundial en un 60%. La investigación tuvo como objetivo acelerar la fotosíntesis, proceso mediante el cual las plantas convierten la luz solar, el agua y el dióxido de carbono en oxígeno y azúcar.
Rubisco es el nombre de la enzima responsable de fijar el carbono en las moléculas que forman los bloques de construcción de las plantas, pero se considera que es muy ineficiente, ya que a menudo reacciona con oxígeno en lugar de CO2.
Lo que los científicos hicieron fue tomar prestada una enzima Rubisco más rápida de las algas verde azuladas -o cianobacteria-, y la pusieron en una planta de tabaco.
Cabe señalar que las plantas de tabaco son consideradas como un organismo modelo común para la investigación en ingeniería genética.
Los equipos dirigidos por la genetista de plantas de la Universidad de Cornell en EE.UU., Maureen Hanson, y el fisiólogo de plantas de Rothamsted Research en el Reino Unido, Martin Parry, trabajaron en la misma medida en la investigación, combinando la experiencia en ingeniería genética de Cornell y la experiencia en bioquímica de enzimas de Rothamsted.
En algunas de las plantas, los investigadores también añadieron una proteína bacteriana que se cree que ayuda a Rubisco a plegarse correctamente, mientras que en otras añadieron una proteína bacteriana que apoyaba estructuralmente a la enzima.
Ambas líneas de tabaco fueron capaces de utilizar la Rubisco para la fotosíntesis, y en ambos casos reaccionaron con dióxido de carbono, creando nuevas moléculas más rápido que el tabaco normal.
Una posibilidad emocionante
Hanson explicó que, a pesar que este desarrollo ha sido un paso importante para mejorar la fotosíntesis en las plantas, aún queda mucho trabajo por hacer.
Añadió que la “nueva” planta de tabaco “no era una mejora” sobre la planta natural, ya que no tenía los micro compartimientos bacterianos repelentes de oxígeno, llamados carboxisomas, necesarios para que las plantas genéticamente modificadas sean de alguna utilidad en condiciones naturales.
“El carboxisoma normalmente encierra la enzima, la protege del oxígeno y aumenta la cantidad de dióxido de carbono en torno a la enzima para que pueda trabajar más rápido”, dijo Hanson en entrevista con Portalfruticola.com.
Como los científicos no fueron capaces de utilizar los carboxisomas, las plantas de tabaco modificadas genéticamente tuvieron que ser cultivadas en cámaras especiales con una concentración de dióxido de carbono 20 veces mayor de lo normal para que la fotosíntesis fuera más rápida.
“Si tuviéramos que incluir este carboxisoma -que es lo que estamos tratando de hacer ahora- entonces el ambiente adecuado alrededor de la planta tendría que ser muy, muy alto en CO2, y así la fotosíntesis podría proceder más rápidamente”, dijo.
“Y es por eso que todo el mundo está interesado en hacer esto”, aseveró.
Hanson dijo que otro grupo, liderado por el Dr. Stephen Long de la Universidad de Illinois, había modelado una simulación computarizada de los potenciales efectos sobre el rendimiento del cultivo si la eficiencia de la fotosíntesis se aumentara de esta manera.
Así, de acuerdo a sus cálculos, dicho rendimiento podría ser de un 36 a 60% más alto en cualquier lugar.
“Por eso esta es una posibilidad emocionante, pero no hemos terminado el trabajo. Tenemos que lograr poner el carboxisoma ahí”, dijo.
El incremento en el rendimiento es aún más importante. Esto, ya que muchos fitomejoradores dicen estar llegando al final de su capacidad para utilizar la variación genética natural como medio para mejorar los rendimientos en los principales cultivos mundiales, como el arroz y el trigo.
Por lo tanto, Hanson señaló que, aparentemente, utilizar la tecnología de modificación genética moderna podría ser la mejor respuesta a la pregunta sobre cómo alimentar a una población mundial que crece rápidamente.
Tecnología GM ‘absolutamente necesaria’
Con el fin de hacer carboxisomas en las plantas de tabaco modificadas genéticamente, un máximo de ‘seis o siete’ genes tendrá que ser transferido al cloroplasto de la planta de tabaco.
“En eso estamos trabajando ahora. Estamos tratando de poner todos los genes dentro”, dijo Hanson.
“Es un poco más complicado porque no sólo es necesario tener genes ahí, sino que hay que tenerlos adecuadamente controlados con el fin de generar la cantidad adecuada de proteínas”, detalló.
Hanson agregó que los investigadores podrían ser capaces de poner este mecanismo en un cultivo importante “en una década”, pero uno de los principales obstáculos para que sea adoptado a escala global, son reservas de la gente respecto a la tecnología GM.
“Espero que haya un aumento en la aceptación de los alimentos modificados genéticamente a medida que la gente aprenda más sobre eso y se disipen algunos de los temores –francamente irracionales- sobre esto a través de la educación”, dijo.
“No veo ninguna forma en la que podamos alimentar al mundo sin necesidad de utilizar esta tecnología. Creo que será absolutamente necesario, y cuando se vuelva necesario, entonces creo que podría aumentar la aceptación”, concluyó.
FAO Centro de Prensa