El Instituto James Hutton en colaboración con la Universidad de Dundee han obtenido una mayor comprensión de los genes de la cebada.
Estos genes modifican composición del grano, y la edición de genes por CRISPR como herramienta de investigación permite comprender el papel de muchos de ellos. Las paredes celulares son una característica estructural distintiva de las células vegetales. Están compuestos de capas de polisacáridos que determinan el tamaño y la forma de las células e influyen en el desarrollo de las plantas. La diversidad natural de la composición de la pared entre especies tiene un impacto en las aplicaciones industriales y en la nutrición humana.
El papel del β ‐ Glucano
(1,3; 1,4) ‐β ‐ Glucano es un polisacárido no celulósico que se encuentra en los cereales de grano pequeño. La cebada (Hordeum vulgare L.) tiene un mayor contenido de β ‐ glucano (4-10%) en comparación con otros cereales como el trigo y el arroz. A día de hoy se conoce un amplio rango de variación natural del contenido en β ‐ glucano en diferentes cultivos de cebada, y esto influye en sus propiedades de uso final.
Por ejemplo, las industrias cervecera y destiladora requieren cebada con bajo contenido de β ‐ glucano para un malteado y una elaboración de cerveza eficiente. Esto se debe a que tiene un impacto directo en la viscosidad del macerado y, si es demasiado alto, provoca problemas de filtración durante la elaboración de la cerveza o la formación de espumas indeseables en el producto final
Por otro lado, el β-glucano tiene un efecto beneficioso sobre la salud humana por lo que en la industria alimentaria tiene su valor. Como no se digiere en el intestino delgado de los seres humanos, actúa como fibra dietética fermentable y reduce el riesgo de afecciones relacionadas con la dieta como enfermedades cardiovasculares, diabetes tipo II y cáncer colorrectal.
El uso de CRISPR-Cas9
En el último número de The Plant Journal, el equipo de investigación describe una forma de influir en los niveles de beta-glucano en el grano de cebada mediante la edición de genes CRISPR para modificar los genes responsables del rasgo, en el primer uso publicado de la técnica CRISPR en cultivos de cebada en Escocia.
Se utilizó CRISPR para generar mutaciones en miembros de la superfamilia de genes encargados de la expresión de enzimas como “glucano-sintasas”. Las mutaciones resultantes variaron desde sustituciones de un solo aminoácido hasta la formación de codones de paradas que dieron lugar a distintas morfologías, composición y contenido en β ‐ glucano.
Se espera que este trabajo contribuya a crear conciencia sobre el potencial de la mutagénesis dirigida y de otras herramientas de edición genética. La cebada es uno de los cultivos más valiosos del Reino Unido, por lo que este descubrimiento es importante y tendrá un impacto económico significativo. Al ser de tal importancia, ha facilitado que sea financiado por organizaciones públicas y privadas como el Centro Internacional Escoces de Cebada.