Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas han desarrollado un innovador método para silenciar genes en plantas, utilizando secuencias de ARN ultracortas transportadas por virus modificados. Esta técnica, denominada vsRNAi, permite personalizar rasgos vegetales y mejorar el rendimiento de cultivos. Publicado en el Plant Biotechnology Journal, el estudio destaca la eficacia del método en plantas modelo como Nicotiana benthamiana y cultivos de Solanaceae, incluyendo tomate y berenjena escarlata. Las ventajas incluyen simplicidad, especificidad y la ausencia de modificaciones permanentes en los genomas. Este avance promete revolucionar la biotecnología agrícola y mejorar la resistencia a enfermedades y el contenido nutricional de los cultivos. Para más información, visita el enlace: https://biblioteca.cibeles.net/un-nuevo-metodo-permite-silenciar-genes-en-plantas-para-mejorar-el-rendimiento-de-los-cultivos/.
Un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), vinculado al Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, ha realizado un avance significativo en el ámbito de la biotecnología vegetal. Este grupo ha desarrollado un innovador método para silenciar genes en plantas, utilizando secuencias de ácido ribonucleico (ARN) ultracortas que son transportadas por virus genéticamente modificados. Esta técnica promete personalizar los rasgos de las plantas y abre nuevas oportunidades para la mejora de cultivos, la genómica funcional y la agricultura sostenible.
La utilización de vectores virales implica modificar virus para eliminar el material genético responsable de enfermedades, transformándolos en vehículos que transportan secuencias de ARN deseadas hacia organismos específicos. Esta metodología ya ha demostrado su eficacia en condiciones experimentales, permitiendo inducir la floración, acelerar el desarrollo de variedades mejoradas, modificar la arquitectura de las plantas para facilitar su mecanización y mejorar la tolerancia a la sequía. Además, se ha utilizado para producir metabolitos beneficiosos para la salud humana.
El nuevo método desarrollado por el CSIC, junto con el Instituto Universitario de Investigación de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana (COMAV) y el Departamento de Aplicaciones e Innovación en Supercomputación (Cineca) italiano, optimiza las plataformas tecnológicas necesarias para acelerar el desarrollo y validación de aplicaciones agrícolas basadas en vectores virales. Según Fabio Pasin, investigador Ramón y Cajal en el Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC) que lideró el estudio, “hemos implementado enfoques de biología sintética compatibles con la futura producción a escala industrial”.
La técnica conocida como inserciones de ARN corto transportadas por virus (vsRNAi) representa un avance notable en el uso de vectores virales para mejorar características agronómicas. A través del uso de un virus vegetal benigno, se introducen moléculas cortas de ARN en las plantas, lo que activa un mecanismo llamado interferencia de ARN (RNAi). Este proceso permite apagar genes específicos, evitando que la información genética se traduzca en proteínas. Este enfoque mejora significativamente la eficacia del silenciamiento génico.
Los investigadores han combinado genómica comparativa y transcriptómica para diseñar vsRNAi dirigidos a genes específicos en plantas. Han demostrado que secuencias ultracortas formadas por 24 nucleótidos pueden silenciar eficazmente los genes vegetales diana. Esta innovación reduce considerablemente el tamaño y complejidad respecto a los constructos tradicionales utilizados en silenciamiento génico inducido por virus, facilitando aplicaciones más rápidas y económicas.
El estudio se centró en el gen CHLI, fundamental para la biosíntesis de clorofila. Al introducir vectores virales con inserciones entre 20 y 32 nucleótidos en una planta modelo, se observó un amarillamiento visible en las hojas y una reducción significativa en los niveles de clorofila, confirmando así un robusto silenciamiento génico. La secuenciación reveló que este enfoque genera ARN pequeños correlacionados con una regulación negativa eficaz.
La aplicación del nuevo método fue probada en Nicotiana benthamiana, mostrando resultados prometedores al producir cambios fenotípicos deseados en cultivos pertenecientes a la familia botánica Solanaceae. Esta familia incluye hortalizas fundamentales como la patata. En particular, se aplicó esta técnica a cultivos como tomate y berenjena escarlata (Solanum aethiopicum), especie con gran potencial agrícola más allá de sus zonas actuales.
Las ventajas del nuevo método frente a técnicas existentes incluyen su simplicidad, especificidad y costo reducido, además de no generar modificaciones permanentes en los genomas vegetales. “Este es un gran avance en biotecnología vegetal”, afirma Pasin. “Creemos que podría revolucionar tanto la investigación básica como la agricultura al permitir alteraciones específicas en los rasgos cultivables y controlar plagas”.
Los hallazgos tienen importantes implicaciones agrícolas al permitir alterar temporalmente características específicas para mejorar rendimiento, resistencia a enfermedades y contenido nutricional. La portabilidad del vsRNAi entre especies destaca su potencial tanto para cultivos modelo como infrautilizados.
CSIC Comunicación