Edición genética acelerada para una agricultura más sostenible

ST. LOUIS, MO, 26 de junio de 2024 – Con el objetivo de reducir el tiempo y el coste que lleva llevar al mercado una cosecha mejorada, la investigación realizada en el laboratorio de Keith Slotkin, PhD, y sus colegas en el Plant Transformation Facility del Donald Danforth Plant Science Center, fue publicada recientemente en la revista científica Nature. La publicación Integración del sitio diana asistida por transposasas para la ingeniería eficiente del genoma vegetal se centra en la tecnología llamada TATSI (Integración del sitio diana asistida por transposasas), que utiliza elementos transponibles para integrar ADN personalizado en sitios específicos en genomas vegetales.

La tecnología TATSI aprovecha más de dos mil millones de años de evolución de los elementos transponibles de las plantas, que funcionan naturalmente como máquinas moleculares afinadas para insertar ADN en el genoma. La integración del sitio diana de alta frecuencia y alta precisión del ADN personalizado en genomas vegetales permite la producción más rápida y menos costosa de plantas editadas genéticamente para abordar los desafíos globales en la agricultura, el clima y el medio ambiente.

Un cuello de botella crítico en la mejora de cultivos modernos es la baja frecuencia y la integración propensa a errores de ADN extraño en el genoma vegetal, lo que dificulta los enfoques de edición del genoma para la mejora de cultivos. El sistema CRISPR/Cas funciona como un par de ‘tijeras’ moleculares para cortar el genoma e introducir cambios específicos del sitio en el ADN. Pero los métodos actuales carecen de formas robustas de agregar ADN personalizado de forma precisa y eficiente en esos sitios editados. La tecnología TATSI aprovecha la función de “pegamento” molecular de los elementos transponibles para proporcionar una edición de genoma de ‘cortar y pegar’ personalizada cuando se combina con CRISPR/Cas. La combinación de “tijeras + pegamento” permite un aumento de un orden de magnitud en la tasa de integración de ADN dirigida en genomas vegetales, lo que permite la mejora personalizada de las plantas mediante la adición de rasgos importantes como la resistencia a los virus, niveles elevados de nutrientes o una mejor composición de aceite.

La investigación sobre TATSI comenzó en 2019 luego del evento “Conversations: Big Ideas 2.0” del Danforth Center, una competencia en la que un equipo del Slotkin propuso aprovechar el poder de los elementos transponibles para la mejora de cultivos. A menudo denominado “ADN basura”, los elementos transponibles comprenden más del 70% del genoma del maíz. Utilizando la enzima llamada “transposasas” codificada por ciertos elementos transponibles, la gran idea era una nueva herramienta de edición del genoma que podría permitir el desarrollo de una amplia variedad de nuevos rasgos de forma rápida, mejor y más barata. El equipo de Slotkin ganó la competencia y recibió dinero semilla para iniciar su investigación.

Desde entonces, el laboratorio de Slotkin ha obtenido financiación para la investigación de Bayer Crop Science y la National Science Foundation (NSF) de EE. UU. La inversión adicional de los premios Proof of Concept del Danforth Center y la NSF resultó en prototipos y desarrollo precomercial. “Nacido de la competencia Big Ideas 2.0, este proyecto cambió el rumbo de nuestra investigación que estamos realizando hoy y en el futuro”, dijo Slotkin. “Es un verdadero testimonio de la actitud más amplia de ‘enfoque en el impacto’ del Danforth Center”.

Nature es una de las revistas científicas más antiguas y prestigiosas que intenta publicar la investigación científica más impactante.

Acerca del Donald Danforth Plant Science Center
Fundado en 1998, el Donald Danforth Plant Science Center es un instituto de investigación sin fines de lucro con la misión de mejorar la condición humana a través de la ciencia vegetal. La investigación, la educación y la divulgación tienen como objetivo tener un impacto en la unión de la seguridad alimentaria y el medio ambiente, y posicionar a la región de St. Louis como un centro mundial para la ciencia vegetal. El trabajo del Centro está financiado a través de subvenciones competitivas de muchas fuentes, incluida la National Science Foundation, los National Institutes of Health, el Departamento de Energía de EE. UU., la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional y la Fundación Bill & Melinda Gates, y a través de la generosidad de donantes individuales, corporativos y de fundaciones. Síguenos en Twitter en @DanforthCenter. 

Contacto de prensa: Karla Roeber, VP de Asuntos Públicos y Gubernamentales, kroeber@danforthcenter.org