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Algodón comestible
Investigadores de la Universidad de Texas A&M han reducido selectivamente los niveles de una sustancia química tóxica en el algodón, haciendo que las semillas sean comestibles y potencialmente transformando el algodón en una nueva e importante fuente de alimento.
Para hacer comestible la semilla de algodón, los investigadores redujeron sus niveles de gosipol tóxico (puntos negros en la imagen superior) utilizando una nueva técnica de silenciamiento de genes.
Investigadores liderados por Keerti Rathore , profesor asociado del Instituto de Genómica y Biotecnología Vegetal de la universidad, utilizó una nueva técnica de silenciamiento de genes llamada interferencia de ARN (ARNi) para eliminar la toxina. Los biólogos pueden silenciar un gen vegetal específico insertando un gen que codifica el ARN bicatenario cuya secuencia es muy similar a la del gen de interés. La presencia del ARN de doble hebra hace que las células destruyan cualquier ARN mensajero del gen objetivo, silenciándolo de manera efectiva.
En el algodón, Rathore construyó un gen de ARN que podría silenciar el gen de una enzima crucial para la biosíntesis del gosipol, un compuesto tóxico que se encuentra en el algodón. Rathore usó un promotor específico para semillas de tejido en plantas de algodón para que el silenciador de genes no se active en otros tejidos de algodón. El gosipol se produce normalmente en casi todos los tejidos de las plantas de algodón y parece protegerlas de los insectos y de las infecciones fúngicas y bacterianas.
Este es un excelente ejemplo de la utilidad de la tecnología de silenciamiento de ARN para mejorar la calidad de los cultivos y la salubridad de los alimentos al eliminar compuestos tóxicos o nocivos para la salud, que son mucho más frecuentes en las plantas alimenticias de lo que la mayoría de la gente cree, dice. Richard Jorgensen , profesor de ciencias vegetales en la Universidad de Arizona. Jorgensen fue el primero en observar este tipo de silenciamiento de genes en plantas de petunia en 1990.
Los animales con múltiples estómagos, como las vacas, pueden comer semillas de algodón, pero el gosipol es una toxina para el corazón y el hígado en humanos y otros animales, incluidas las aves de corral. Si alimentas a un pollo con una dieta que solo contenga semillas de algodón, en una semana morirá, dice Rathore.
Por cada libra de fibra producida por el cultivo del algodón, se producen 1,6 libras de semilla. La semilla de algodón es potencialmente muy nutritiva: el 23 por ciento de la semilla es proteína de alta calidad. Pero mucho de lo que no se usa para replantar se tira o se entrega a las vacas. El valor real de la semilla de algodón comestible, dice Rathore, es para los muchos agricultores de países pobres que cultivan uno o dos acres de la planta para obtener su fibra, pero que no pueden utilizar la cosecha como alimento.
Las plantas de algodón no son las únicas candidatas para este tipo de ingeniería genética, dice Jodi Scheffler , un genetista investigador en la Unidad de Investigación de Producción y Genética de Cultivos del USDA. De hecho, dice ella, esta aplicación [de RNAi] puede ser más importante para otras especies de cultivos. Hay muchas otras especies con semillas con componentes tóxicos.
La cría tradicional no funciona para eliminar toxinas como el gosipol porque eliminarlas por completo deja a las plantas vulnerables. En 1954, los investigadores encontraron una planta de algodón que no producía gosipol y, a principios de la década de 1960, la cruzaron con la versión agrícola de la planta. Las semillas de esta planta se pueden tostar y comer como una nuez o se pueden triturar y mezclar con harina para hacer un pan rico en proteínas. Los agricultores se dieron cuenta de que los insectos masticaban las plantas y no querían cultivarlas, dice Rathore.
La ventaja del enfoque de RNAi de Rathore es su especificidad. Las semillas están casi libres de toxinas, pero el resto de la planta tiene niveles normales de gosipol, por lo que debería ser resistente. Lo mismo es válido para las próximas dos generaciones de plantas cultivadas a partir de las semillas, dice Rathore.
Abhaya Dandekar , profesor de pomología en la Universidad de California-Davis, que trabaja con plantas transgénicas, dice que la técnica de silenciamiento de genes podría ser de gran utilidad. El único problema es qué tan estable será en producción, dice. Las condiciones ambientales y los virus pueden interferir con el mecanismo de silenciamiento de genes en las plantas.
Scheffler dice que los investigadores de Texas A&M enfrentan un desafío adicional para llevar las plantas de algodón comestibles a las granjas. Las plantas de algodón que se utilizan para investigaciones como las de Rathore no son las mismas que se utilizan en la agricultura. Se necesitará la cría tradicional para transferir el rasgo a las especies agrícolas de algodón. Luego, los investigadores deberán probar las plantas resultantes para determinar la estabilidad del ARNi.