Treinta años después de la comercialización de un primer tomate modificado genéticamente y resistente a la podredumbre, el Flavr Savr, desaparecido del mercado desde hacía mucho tiempo, unos supertomates con sabor y virtudes mejorados que se han obtenido gracias a nuevas tecnologías de edición genómica. Estas tecnologías, como CRISPR-Cas9, muy diferentes de la transgénesis utilizada en la creación de organismos genéticamente modificados (OGM) tradicionales, están preparadas para revolucionar el mundo de la agricultura.
El 13 de noviembre, investigadores chinos declararon en la revista Naturaleza habiendo diseñado un tomate que es un 30% más dulce que las variedades cultivadas comercialmente. Para ello, los investigadores utilizaron la tecnología CRISPR-Cas9 para inactivar dos genes presentes en el genoma del tomate que controlan el contenido de azúcar del fruto. Al bloquear estos dos genes, el contenido de glucosa y fructosa de los tomates aumentó en un 30%, sin afectar el tamaño del fruto ni el rendimiento de la cosecha.
Un tomate rico en ácido gamma-aminobutírico (GABA), un compuesto que se cree que puede reducir la presión arterial y ayudar a relajarse, también ha sido desarrollado utilizando la técnica CRISPR-Cas9 y comercializado por la joven empresa Sanatech Seed de la Universidad de Tsukuba. Japón. Sanatech Seed incluso recibió luz verde en septiembre de 2021 para comercializar este tomate rojo siciliano que contiene de cuatro a cinco veces más GABA que los tomates tradicionales, en este país, donde la gente es aficionada a alimentos y bebidas enriquecidos con esta amina ácida. Este tomate, en el que simplemente hemos neutralizado un gen, es la primera planta cuyo genoma ha sido modificado por CRISPR-Cas9 que se ha comercializado.
“Pequeño ajuste en un gen”
Pero, ¿en qué se diferencian estas nuevas tecnologías de edición genómica, la principal de las cuales es CRISPR-Cas9, de la transgénesis utilizada para producir OGM o, para ser más precisos, plantas transgénicas? Esencialmente, “las técnicas de edición del genoma permiten hacer un pequeño ajuste, un pequeño ajuste, a un gen que posee la planta. No insertamos ningún ADN extraño, a diferencia de lo que hacemos con los OGM. [traditionnels] “, resume Jaswinder Singh. Este profesor del Departamento de Ciencias Vegetales de la Universidad McGill pone el ejemplo de los OGM, como el maíz BT, a los que se les añadió un gen bacteriano que no estaba presente en el genoma de estas plantas. El maíz BT contiene un gen de la bacteria Bacilo turingiensisque confiere resistencia a insectos dañinos, incluida la polilla.
La edición del genoma sólo realiza “cambios muy pequeños, como eliminar o insertar sólo unos pocos nucleótidos”. [les unités de base de l’ADN] en un gen concreto del genoma de una planta que puede contener, como la soja, mil millones de nucleótidos. El trasfondo genético de la planta sigue siendo el mismo. Mientras que para producir una planta transgénica se introduce un nuevo gen [que l’on appelle transgène] que puede contener 10.000 nucleótidos y que, en la mayoría de los casos, procede de otra especie, como otra planta, un hongo, un animal, una bacteria”, especifica François Belzile, investigador en genómica de la Universidad Laval.
Otra diferencia fundamental entre los dos enfoques es la alta precisión de las tecnologías de edición del genoma. La técnica principal, CRISPR-Cas9, es en realidad unas tijeras moleculares que se introducen en las células y se pueden posicionar en un gen concreto. “Podemos controlar la ubicación exacta a donde enviamos esta herramienta y la enzima Cas9 solo hace una cosa: corta el ADN en esa ubicación precisa. Después de este corte, los sistemas de reparación de la célula se activan para volver a unir las cadenas de ADN. La reparación muchas veces no es perfectamente fiel a lo que había antes. Algunos nucleótidos se omitirán, añadirán o sustituirán. Luego llevamos a cabo un trabajo de caracterización para ver el efecto de estas pequeñas modificaciones, que en la mayoría de los casos inactivarán la función del gen objetivo”, explica Jean-Benoît Charron, profesor de la Facultad de Agricultura y Ciencias Ambientales de la Universidad McGill.
Otra forma de hacerlo es proporcionar al sistema CRISPR-Cas9 un pequeño fragmento de ADN (llamado ADN del donante) que contenga exactamente la modificación que desea realizar. Esta modificación habrá sido identificada previamente durante la caracterización de las distintas pequeñas mutaciones inducidas por CRISPR-Cas9, o tras varios años de investigación fundamental. El sistema de reparación de la célula se encarga entonces de integrar estos pocos nucleótidos en el gen objetivo, explica el investigador.
“Las técnicas de edición del genoma son tan precisas que una vez realizada la mutación, aunque en ocasiones también puede haber otros pequeños cambios inespecíficos [hors de la cible] aquí y allá en el genoma siempre permanecemos por debajo del ritmo de mutaciones que se produce naturalmente en las células cuando se dividen y bajo el efecto de ciertos factores ambientales. Por eso algunos gobiernos están dispuestos a autorizarlos más fácilmente”, añade Charron.
Por lo tanto, con estos dos procesos podemos realizar los cambios deseados en un lugar definido del genoma de la planta, mientras que al crear una planta transgénica no controlamos dónde se insertará el transgén. “Es completamente aleatorio. Luego debemos comprobar si la planta contiene el transgén. Y si es así, ¿dónde? Porque estos métodos a menudo tendían a insertar varias copias del transgén, particularmente en diferentes lugares. Por tanto, el nivel de precisión es significativamente menor. Todo esto podría corregirse mediante procesos de selección, pero complicó el trabajo”, subraya Charron.
“Limpiador”
“La belleza del sistema CRISPR-Cas9 también radica en el hecho de que una vez que ha cumplido su tarea, la célula lo degradará y se deshará de él. No se inserta en el genoma de la planta, a diferencia de lo que ocurre en el enfoque transgénico, donde hay integración a nivel del genoma. Entonces es mucho más limpio”, añade.
La edición genómica se realiza en los órganos florales, que son en cierto modo las células germinales (óvulos y espermatozoides) de la planta, lo que asegura la transmisión de la modificación a las siguientes generaciones.
Finalmente, las tecnologías de La secuenciación actual, que permite secuenciar el genoma completo de las plantas a bajo coste, nos brinda la oportunidad de despejar todas las dudas sobre las modificaciones que se realizaron en las plantas durante la edición de su genoma, afirma Charron.
Nos permiten “documentar con el más mínimo detalle dónde se produjeron los cambios comparando la variedad resultante de la edición del genoma con la variedad inicial. Entonces podemos responder a algunos oponentes que argumentan que quizás haya cambios en otros lugares además del objetivo que pueden resultar tóxicos y demostrarles con absoluta certeza que de mil millones de nucleótidos, solo hay dos nucleótidos menos en un lugar específico, por ejemplo. ejemplo”, añade Belzile.
“Todas estas técnicas moleculares son sólo una herramienta más en nuestra caja, una herramienta muy poderosa en el caso de la edición del genoma. Pero nunca serán la solución a todo, nunca se convertirán en el Santo Grial. Debemos utilizarlos con prudencia y no descuidar todos los aspectos de la agricultura, ya sean prácticas agrícolas, aplicación de herbicidas, etc., considera Charron. El sistema CRISPR-Cas9 nunca reemplazará los programas tradicionales de fitomejoramiento que abarcan décadas, pero permitirá que este trabajo se realice de manera mucho más eficiente y rápida. »
