La herencia en las plantas ahora puede ser controlada específicamente
Por primera vez, los investigadores utilizan las tijeras moleculares CRISPR/Cas para recombinar los genes en un cromosoma
Una nueva aplicación de las tijeras moleculares CRISPR/Cas promete un gran progreso en el cultivo de cultivos. En el Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT), los investigadores del equipo del biólogo molecular Holger Puchta han logrado modificar la secuencia de genes de un cromosoma utilizando CRISPR/Cas. Por primera vez en el mundo, tomaron una modificación cromosómica conocida en la planta modelo de Thale Cress y demostraron cómo se pueden deshacer las inversiones de la secuencia de genes y controlar así específicamente la herencia.
Una inversión (izquierda) en el berro de tallo (fondo) se puede deshacer con CRISPR/Cas (centro) para reactivar el intercambio de genes (derecha) en dicha sección.
Michelle Rönspies, KIT
Hace unos 5.000 años, se modificó la información genética de los berrotes. Hasta la fecha, se ha extendido ampliamente y es de gran interés para la ciencia. En el cromosoma 4 de la planta, se produjo la llamada inversión: El cromosoma se rompió en dos puntos y se volvió a ensamblar. La sección rota se volvió a insertar, pero se giró 180°. Como resultado, la secuencia de genes en esta sección cromosómica se invirtió. Esta mutación cromosómica conocida como "Knob hk4S" en la investigación es un ejemplo del hecho de que la evolución no sólo puede modificar el material genético de los organismos, sino que lo determina a largo plazo. "En las secciones invertidas, los genes no pueden intercambiarse entre cromosomas homólogos durante la herencia", explica el biólogo molecular Holger Puchta, de KIT.
Los investigadores eliminan el obstáculo para el cultivo de cultivos
Las inversiones no sólo afectan a la berroza de Thale (Arabidopsis thaliana), una planta silvestre utilizada como organismo modelo en la genética debido a su genoma completamente decodificado y su pequeño número de cromosomas. También se pueden encontrar inversiones en plantas de cultivo. Constituyen un obstáculo para el cultivo que utiliza modificaciones del material genético para obtener el máximo rendimiento y un buen sabor de la planta y para hacerla resistente a las enfermedades, las plagas y las condiciones climáticas extremas.
Por primera vez, los investigadores de la cátedra de biología molecular y bioquímica de Puchta en el Instituto Botánico del KIT han logrado deshacer las inversiones naturales. "Ampliamos considerablemente las aplicaciones de las tijeras moleculares CRISPR/Cas", dice Puchta. "Ya no utilizamos las tijeras para intercambiar brazos entre cromosomas, sino también para recombinar genes en un solo cromosoma. Por primera vez, hemos demostrado que es posible controlar directamente los procesos de herencia. Podemos lograr el intercambio genético en un área en la que antes era imposible. Con esto, hemos establecido la ingeniería cromosómica como un nuevo tipo de cultivo".
Las tijeras moleculares cortan con precisión el ADN
Junto con los investigadores del equipo del Profesor Andreas Houben, del Instituto Leibniz de Genética Vegetal e Investigación de Plantas de Cultivo (IPK) en Gatersleben, y el Profesor Paul Fransz de la Universidad de Ámsterdam, los científicos de KIT tomaron la inversión natural más prominente hk4S en el cromosoma 4 de los berrotes de tallo y demostraron cómo se puede deshacer esta inversión y cómo se puede lograr el intercambio genético en el cultivo. Sus hallazgos se reportan en Nature Communications. Los investigadores también piensan que es posible utilizar CRISPR/Cas para producir nuevas inversiones, lo que sería un paso más hacia la combinación de los rasgos deseados y la eliminación de las propiedades no deseadas en el cultivo.
Holger Puchta está considerado un pionero de la edición del genoma con tijeras moleculares que utiliza el principio natural de la mutación para modificar con precisión la información genética de las plantas sin introducir ADN extraño. Su actual proyecto "Ingeniería multidimensional CRISPR/Cas mediada por el mejoramiento de plantas", CRISBREED para abreviar, se centra ahora en la recombinación de los cromosomas de las plantas mediante la tecnología CRISPR/Cas. Para este proyecto, Puchta recibió la Beca Avanzada del Consejo Europeo de Investigación (ERC) por segunda vez consecutiva. CRISPR (acrónimo de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) representa una cierta sección del ADN que lleva la información genética. El cas es una enzima que reconoce esta sección y corta el ADN precisamente en ese punto para extraer, insertar o intercambiar genes, recombinar cromosomas y, por primera vez, modificar la secuencia genética en ellos.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
