El recorte de los genes del arroz aumenta el rendimiento hasta en un 25% y mejora la tolerancia a la sequía

Un avance en la ciencia agrícola se ha logrado a través de la modificación genética del arroz, lo que lleva a un aumento de los rendimientos y una mejor resistencia contra los factores de estrés ambiental. Investigadores de la Universidad de Chicago han demostrado que el recorte de secciones específicas de genes de plantas puede mejorar las cosechas de arroz hasta en un 25%, mientras que al mismo tiempo mejora la capacidad de la planta para soportar la sequía y las condiciones de calor. Estos hallazgos se publicaron en Nature Genetics el 23 de julio, marcando un avance significativo en la agricultura sostenible.

El estudio se basa en descubrimientos anteriores realizados por el laboratorio del profesor Chuan He, que durante mucho tiempo se ha centrado en desentrañar los mecanismos detrás del crecimiento y la regulación celular. En 2011, el equipo de He identificó que el ARN juega un papel crucial más allá de su función tradicional como mensajero entre el ADN y las proteínas. Su trabajo posterior en 2021 introdujo un método que implica la inserción de un gen derivado de los animales, FTO, en las plantas, lo que resulta en un mayor crecimiento y resistencia a la sequía. Sin embargo, este enfoque planteó preocupaciones entre los consumidores con respecto a los organismos genéticamente modificados (OGM). Para abordar estas preocupaciones, He y sus colegas buscaron una solución utilizando solo genes basados en plantas.

Después de una extensa investigación, identificaron dos genes específicos de las plantas, ALKBH9 y ALKBH10, que comparten similitudes funcionales con el gen FTO de los mamíferos. Estos genes contienen regiones intrínsecamente desordenadas, segmentos de proteínas que carecen de una estructura tridimensional fija, que se encontraron para limitar la actividad de las proteínas vegetales dentro de la cromatina de la célula. Al eliminar las regiones intrínsecamente desordenadas del extremo C de ALKBH9 y ALKBH10, los investigadores observaron que las proteínas se volvieron más móviles dentro de la célula. Esta movilidad les permitió interactuar más libremente con la cromatina, promoviendo así la expresión génica asociada con el crecimiento y la respuesta al estrés.

Como resultado, las plantas de arroz modificadas exhibieron rendimientos significativamente más altos y una mayor resistencia bajo condiciones ambientales adversas. Las implicaciones de esta investigación se extienden más allá del cultivo de arroz. Comprender el papel de las regiones intrínsecamente desordenadas en la biología vegetal abre nuevas vías para el desarrollo de cultivos que pueden prosperar en entornos diversos y desafiantes. El profesor He enfatizó el impacto potencial de estos hallazgos, afirmando que la investigación proporciona una base científica para crear plantas que no solo producen rendimientos más altos, sino que también permanecen resistentes a varias tensiones, incluida la sequía, el calor y la salinidad.

El estudio destaca la complejidad de la regulación genética en las plantas y subraya la importancia de explorar métodos alternativos para lograr los rasgos deseados sin depender de genes extraños. Al aprovechar la variabilidad natural presente en los genomas de las plantas, los científicos pueden potencialmente desarrollar cultivos que satisfagan las crecientes demandas de la producción mundial de alimentos mientras abordan los desafíos ambientales planteados por el cambio climático. A medida que continúa la investigación, otros estudios se centrarán en traducir estos hallazgos de laboratorio en aplicaciones prácticas en la agricultura. Los científicos tienen como objetivo probar la efectividad de estas modificaciones en diferentes variedades de arroz y otros cultivos básicos.

El objetivo final es garantizar que estos avances contribuyan a la seguridad alimentaria mundial mejorando la productividad y la sostenibilidad de los cultivos frente a las crecientes presiones ambientales.