Los científicos llevan mucho tiempo intentando comprender por qué algunas plantas poseen un aroma potente mientras que otras permanecen sutiles.
por la Universidad Hebrea de Jerusalén
Ahora, un equipo de investigación de la Universidad Hebrea de Jerusalén ha resuelto un obstáculo genético mediante la edición genética de precisión para potenciar el aroma de las flores y el perfil nutricional de las verduras. El artículo se publica en la Revista Internacional de Ciencias Moleculares .
El estudio, dirigido por el Dr. Oded Skaliter y el Prof. Alexander Vainstein del Instituto de Ciencias Vegetales y Genética Agrícola de la Universidad Hebrea de Jerusalén, se centró en una enzima específica llamada HMGR. Esta enzima actúa como un regulador biológico de la producción de terpenoides, el grupo más grande de compuestos naturales en las plantas. Los terpenoides son responsables de todo, desde la defensa de las plantas, el dulce aroma de una rosa, los llamativos colores de las frutas, hasta las propiedades medicinales de los medicamentos contra la malaria.
Rompiendo el freno genético
En la naturaleza, las plantas poseen un sistema innato para evitar la sobreproducción de ciertos metabolitos. La enzima HMGR posee un dominio regulador específico que actúa como un freno metabólico. Cuando la planta detecta que tiene suficientes terpenoides, este dominio desactiva la HMGR para detener su producción y ahorrar energía.
Utilizando un sistema CRISPR/Cas9 basado en virus , los investigadores se dirigieron a esta región reguladora en petunias y lechugas. Al editar sutilmente el código genético en lugar de eliminar completamente el gen, lograron desactivar el «freno» sin perjudicar la salud de la planta.
«Estos resultados establecen una estrategia sin transgenes para mejorar la producción de compuestos naturales, como volátiles y pigmentos», afirmó el profesor Alexander Vainstein. «Nuestro trabajo proporciona un marco para el desarrollo de cultivos resilientes y enriquecidos con nutrientes que puedan satisfacer las necesidades tanto agrícolas como de los consumidores».
Los resultados fueron sorprendentes. Las petunias modificadas no solo olían más fuerte, sino que eran más vigorosas y producían flores más grandes.
Una conexión sorprendente
Uno de los hallazgos más inesperados fue que la edición de la vía terpenoide también potenciaba un grupo completamente diferente de metabolitos llamados fenilpropanoides. Estos compuestos son responsables de las notas especiadas y florales presentes en muchos aromas, como el de las almendras o el del clavo.
«Descubrimos que las mutaciones inducidas mitigaron la regulación por retroalimentación negativa de la enzima», explicó el Dr. Oded Skaliter. «Esto revela una compleja interacción entre las vías metabólicas, lo que demuestra cómo podemos utilizar el mejoramiento genético de precisión para mejorar las cualidades sensoriales de las plantas».
Al analizar la química interna de la planta, el equipo descubrió que la edición genética provocó un «desplazamiento de carbono». Gracias a que la vía terpenoide funcionaba con mayor eficiencia, la planta comenzó a producir más carbono bruto, que luego fluyó hacia otras vías relacionadas con el aroma y la salud.
De mejores flores a ensaladas saludables
Los investigadores aplicaron la misma lógica a la lechuga, un cultivo conocido por su textura crujiente, pero a menudo criticado por su baja densidad nutricional. La lechuga modificada mostró mayores niveles de sesquiterpenos y apocarotenoides, que contribuyen al sabor y a la actividad antioxidante.
Esta estrategia «libre de transgenes» es particularmente importante para el futuro de la agricultura. Dado que las plantas resultantes no contienen ADN extraño, ofrecen una alternativa precisa para la ingeniería metabólica que podría lograr una mayor aceptación por parte del consumidor que los OGM tradicionales.
Detalles de la publicación
Oded Skaliter, Aviad Gura, Yarin Livneh, Raz Cohen, Elena Shklarman, Orit Edelbaum, Tania Masci y Alexander Vainstein, La modificación genética dirigida de HMGR mejora la biosíntesis de volátiles terpenoides y fenilpropanoides en petunia y lechuga, Revista Internacional de Ciencias Moleculares (2026). DOI: 10.3390/ijms27031522
