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Desarrollan una tubería de edición del genoma en zanahorias y pantallas para nuevos sistemas CRISPR


Con dos nuevas fuentes de financiamiento, Yiping Qi, profesor asociado en el Departamento de Ciencia Vegetal y Arquitectura del Paisaje (PSLA) de la Universidad de Maryland (UMD), continúa su trabajo para expandir el alcance y la utilidad de las tecnologías de edición de genes CRISPR. 


SAMANTHA WATTERS


Financiado por el Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA-NIFA), Qi y su equipo probarán nuevas tecnologías de entrega para CRISPR-Cas12a para desarrollar una tubería para la edición del genoma en zanahorias. Esto podría conducir a la producción de variedades de zanahorias más nutritivas e hipoalergénicas que pueden introducirse rápidamente en el mercado. Además, Qi continuará su búsqueda de variantes novedosas de CRISPR-Cas12a con fondos de la Iniciativa de Innovación de Maryland (MII), con el objetivo final de encontrar más herramientas CRISPR que estén optimizadas para la producción de cultivos.

“Con esta nueva financiación del USDA, estamos entusiasmados de mostrar las tecnologías de edición de genes CRISPR-Cas12a en las que mi laboratorio ha estado trabajando en zanahorias como un vegetal importante”, dice Qi. “Las principales innovaciones en este trabajo están realmente en los mecanismos de entrega que pueden realizar ediciones específicas y precisas sin la producción de un OGM [organismo genéticamente modificado] altamente regulado. Pero también queremos explorar más variantes de CRISPR-Cas12a que pueden ser útiles para la producción de cultivos, por lo que la subvención MII brinda ese apoyo «.

Como explica Qi, la mayoría de los métodos actuales para mutaciones dirigidas o ediciones precisas del genoma se basan en el uso de transgenes (transferir un gen de un organismo a otro) que luego serían regulados como OGM. Esto se hace típicamente mediante la entrega de material genético con agrobacterias que se utilizan para «infectar» las plantas y transferir el rasgo deseado. Sin embargo, para las zanahorias, Qi está probando diferentes métodos de entrega que usan proteínas fácilmente disponibles y moléculas de guía para entregar el mismo material sin usar agrobacterias y transgenes. Este método es nuevo para las zanahorias y permitiría que las nuevas variedades lleguen al mercado mucho más rápido sin la necesidad de regulaciones de OGM.

«Con suerte, podemos aprovechar estas tecnologías para desarrollar algunas plantas interesantes y útiles que tengan beneficios para el consumidor», dice Qi. “Por ejemplo, estamos apuntando a un gen para ayudar a la zanahoria a acumular más betacaroteno, lo que puede aumentar el valor nutricional. También estamos apuntando a dos genes que potencialmente pueden ser eliminados para crear una zanahoria hipoalergénica que podría ser consumida por personas con ciertas alergias ”.

Estas variedades no solo podrían ser útiles en sí mismas, sino que el trabajo establecerá un proceso para la edición del genoma en zanahorias que no se ha desarrollado previamente. Esto ahorrará mucho tiempo en comparación con la cría tradicional, y las esperanzas de Qi inspirarán a muchos investigadores y criadores a considerar las posibilidades de esta tecnología en cultivos como las zanahorias. 

“Todo el proyecto consiste en desarrollar una nueva tecnología para la edición del genoma en más cultivos de nicho o menores que pueden tener un impacto importante”, enfatiza Qi. «No se ha trabajado mucho anteriormente en zanahorias, y espero que esto abra muchas puertas para la edición de genes en otras hortalizas de raíz y más».

Además de este trabajo con las variantes conocidas de CRISPR-Cas12a, Qi continúa su búsqueda de variantes novedosas que sean óptimas para la edición del genoma de cultivos. El trabajo reciente de Qi que contribuyó con seis variantes novedosas de CRISPR-Cas12a (nunca antes probado en plantas) fue nombrado Innovación del año en ciencias biológicas de UMD . Estas herramientas con patente pendiente amplían el alcance de lo que CRISPR-Cas12a puede hacer en las plantas, lo que puede ayudar a producir alimentos de manera más eficaz para combatir el hambre.

Con nuevos fondos de MII, Qi continuará explorando nuevas variantes de CRISPR patentables, con la esperanza de encontrar más herramientas que funcionen de manera eficiente a temperaturas más bajas. “Para el trabajo en células humanas, la edición de genes se realiza a la temperatura del cuerpo humano, que es de casi 100 grados Fahrenheit”, dice Qi. “Esta es la temperatura óptima para la mayoría de los sistemas CRISPR, pero no es la mejor temperatura para trabajar en plantas. Todo ese trabajo debe realizarse a temperatura ambiente, donde las plantas pueden crecer cómodamente. Por lo tanto, encontrar herramientas optimizadas para esta aplicación de temperatura más baja es importante para avanzar en la edición del genoma en los cultivos «.

El equipo de Qi ha establecido una tubería patentada para identificar nuevas variantes candidatas de CRISPR, y primero probará estas candidatas en arroz y tomates para ampliar el alcance de la edición genética en cultivos.



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