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Una papa hecha con edición de genes
Dan Voytas es genetista de plantas en la Universidad de Minnesota. Pero dos días a la semana deja de estudiar los fundamentos de la ingeniería del ADN y se dirige a una empresa cercana llamada Cellectis Plant Sciences, donde los aplica.
Plantas de patata creciendo en Cellectis, una empresa de ingeniería genética.
Su creación más reciente, descrita en un diario de plantas este mes, es una papa Ranger Russet que no acumula azúcares dulces a las temperaturas típicas de almacenamiento en frío. Eso permitirá que dure más tiempo, y cuando se fríe no producirá tanta acrilamida, un presunto cancerígeno.
Lo que es diferente de la papa es que se cultivó con la ayuda de la edición de genes, un nuevo tipo de técnica para alterar el ADN que, según los científicos de las plantas, será revolucionaria por su simplicidad y poder. La tecnología también podría ser una forma de diseñar plantas que eviten el estigma y las regulaciones, normalmente asociadas con los organismos genéticamente modificados (OGM).
En el caso del Ranger Russet, la técnica de edición de genes de Voytas, conocida como TALEN, no dejó más rastro que unas pocas letras de ADN eliminadas. La edición deshabilitó un solo gen que convierte la sacarosa en glucosa y fructosa. Sin él, piensa Voytas, las papas se pueden almacenar por mucho más tiempo sin pérdida de calidad.
La papa es un prototipo de lo que los científicos de plantas dicen que es una nueva generación de plantas genéticamente modificadas que llega rápidamente. Con la edición de genes, las pequeñas empresas creen que pueden desarrollar muy rápidamente nuevos cultivos por una fracción del costo típico, incluso en especies que hasta ahora no han sido tocadas por la biotecnología, como los aguacates, el sorgo y las flores decorativas.
La mayoría de los cultivos modificados genéticamente que se han cultivado comercialmente hasta ahora incorporan genes de bacterias para que produzcan insecticidas o resistan a los herbicidas. La oposición pública y los requisitos regulatorios hacen que el desarrollo de estas plantas transgénicas sea costoso. Es por eso que casi todas las plantas biotecnológicas son cultivos lucrativos de grandes superficies como la soja, el maíz y el algodón, y solo las venden unas pocas grandes empresas, como Monsanto y DuPont.
En agosto, el Departamento de Agricultura de EE. le dijo a Cellectis que a diferencia de las plantas transgénicas, su papa no estaría regulada. Eso significa que en lugar de cultivarse en parcelas de prueba cercadas y generar carpeta tras carpeta de datos de seguridad, la Ranger Russet puede salir rápidamente al mercado. Hace dos años, la agencia llegó a una conclusión similar cuando consideró una planta de maíz editada con ADN desarrollada por Dow AgroSciences, aunque aún no se vende.
dan voytas
Los científicos dicen que productos como la papa son solo el comienzo de las técnicas de edición de genes en las plantas. Las mismas tecnologías permitirán una ingeniería mucho más sofisticada, incluida la manipulación de la fotosíntesis para hacer que las plantas crezcan más rápido y produzcan más alimentos. Es una oportunidad enorme, una oportunidad insondable, dice Martin Spalding, investigador de plantas en la Universidad Estatal de Iowa.
Por ahora, las técnicas se están utilizando para modificar plantas de formas más modestas. La primera ola de esta tecnología solo está eliminando algunos pares de bases, dice Yinong Yang, profesor de patología vegetal en la Universidad Estatal de Penn, refiriéndose a las combinaciones de letras de ADN (A, G, C y T) que forman un genoma. . Al eliminar solo el gen correcto, como hicieron los investigadores con la papa, es posible darle a la planta algunas propiedades valiosas.
El próximo paso, dice Yang, será cambiar las letras del ADN de los genes de las plantas, intercambiando la versión de un gen de una planta por la de otro conocido por ofrecer, digamos, resistencia a las enfermedades. Yang dice que hay una forma de arroz resistente al tizón que se diferencia de las especies comerciales por solo unas pocas letras de ADN. Podría cambiar eso por resistencia, dice. Es como la terapia génica en humanos. Dice que ahora está negociando un contrato para producir el arroz editado genéticamente.
En cuanto a Voytas, esta no es la primera vez que se propone editar genes en plantas. Hace una década, fundó una empresa llamada Phytodyne basada en una tecnología anterior, llamada nucleasas con dedos de zinc, pero cerró después de que Dow AgroSciences pagara más de 50 millones de dólares por los derechos exclusivos para usar ese tipo de edición de genes en plantas.
Voytas se asoció con la empresa de biotecnología francesa Cellectis en 2010 después de que esta le ofreciera instalarlo como jefe científico de una nueva división de ingeniería de plantas. Pero los esfuerzos iniciales se encontraron con dificultades cuando otro sistema de edición de genes, las meganucleasas, resultó ser un desafío para trabajar y también quedó atado por disputas de patentes.
Eventualmente, Voytas regresó al laboratorio e inventó una nueva forma de editar genes, utilizando proteínas especialmente diseñadas llamadas TALEN. Esa tecnología se utilizó para hacer la papa de Cellectis, así como una soja con aceite mejorado. Desde entonces, Voytas y Cellectis también han trabajado con una técnica más nueva, llamada CRISPR (ver Cirugía del genoma ).
Voytas dice que la papa tardó solo alrededor de un año en crearse. Si lo hiciera a través de la reproducción, tomaría de cinco a 10 años, dice.
En total, dice Luc Mathis, CEO de Cellectis Plant Sciences, desarrollar la papa costó una décima parte de lo que cuesta crear y comercializar una planta transgénica, como el maíz o la soya. Todavía necesitaremos generar algunos datos, pero no será un gran proceso, dice Mathis, quien continúa reuniéndose con los reguladores para determinar qué pasos quedan antes de que se pueda vender la papa.
Cellectis seguirá adelante con la plantación preliminar tan pronto como llegue el clima cálido a Minnesota. Los primeros cultivos determinarán si las papas tienen los beneficios comerciales vistos en las pruebas de invernadero. Tenemos que comprobar que podemos almacenar la patata en frío, dice Mathis. Una vez que tengamos la prueba de concepto comercial, podemos discutir con los agricultores cuál es el nivel de interés.
Kevin Folta, profesor de ciencias hortícolas en la Universidad de Florida, dice que unos 50 expertos, incluidos científicos y abogados, se reunieron en Arizona a principios de este año para hablar sobre la edición de genes y cómo orquestar el enfoque de la industria hacia los reguladores en los Estados Unidos y en el extranjero. Cualquiera que trabaje en cualquier tipo de ingeniería de plantas está buscando enérgicamente estas tecnologías, especialmente con cultivos que tienen genomas complejos o que no se pueden reproducir fácilmente, dice. Hay muchas plantas que necesitan soluciones. Él dice que la edición de genes permitirá que los árboles de cítricos se modifiquen en formas que tomarían 150 años con la reproducción convencional.
Folta dice que los opositores a los transgénicos no fueron incluidos en la reunión de planificación. Invitar a personas que ven las cosas de manera no científica obstruiría la discusión, dice. No hay tecnología con la que estén contentos.