Un equipo de científicos chinos ha utilizado la edición genética dirigida para desarrollar arroz que produce coenzima Q10 (CoQ 10 ), un compuesto vital para la salud humana.
por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias
Dirigidos por el profesor Chen Xiaoya del Centro de Excelencia en Ciencias Moleculares de Plantas de la CAS/Centro de Investigación Chenshan de Shanghai y el profesor Gao Caixia del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la Academia China de Ciencias (CAS), los investigadores utilizaron la edición genética dirigida para modificar solo cinco aminoácidos de la enzima del arroz Coq1, creando nuevas variedades de arroz capaces de sintetizar CoQ 10 .
El estudio se publica en Cell .
La CoQ 10 es importante para la salud humana, especialmente para la protección cardíaca. Es un componente esencial de la cadena de transporte de electrones mitocondrial y actúa como antioxidante liposoluble. Diferentes especies sintetizan CoQ con diferentes longitudes de cadena lateral.
Los humanos sintetizan CoQ 10 con una cadena lateral de 10 unidades de isopreno (C50), mientras que los cultivos de cereales como el arroz y el trigo, y ciertas verduras y frutas, sintetizan principalmente CoQ 9 , que contiene nueve unidades de isopreno (C45).
La invención de cultivos productores de CoQ 10 para aumentar sustancialmente el contenido de CoQ 10 en alimentos de origen vegetal ofrece un enfoque rentable y respetuoso con el medio ambiente para la fortificación nutricional, ofreciendo un gran beneficio potencial.
El mecanismo molecular que subyace a la variación en la longitud de la cadena lateral de CoQ no se conocía previamente. Gracias a las diversas colecciones de plantas del Jardín Botánico Chenshan de Shanghái, perteneciente al Centro de Excelencia en Ciencias Moleculares de las Plantas de la CAS, el equipo de investigación obtuvo 134 muestras de plantas de 67 familias, entre ellas musgos, licopodios, helechos, gimnospermas y angiospermas.
Los investigadores determinaron los patrones de distribución de los tipos de CoQ en estas especies y revelaron que la CoQ 10 es un rasgo ancestral de las plantas con flores, ya que la mayoría de las plantas aún sintetizan CoQ 10. Sin embargo, las gramíneas, las margaritas y las cucurbitáceas producen principalmente CoQ 9 .
Después de analizar las trayectorias evolutivas y las variaciones naturales de las enzimas Coq1 en más de 1.000 especies de plantas terrestres, así como mediante el uso de aprendizaje automático, los investigadores finalmente identificaron cinco sitios de aminoácidos que determinan la longitud de la cadena.
Tras la edición dirigida, las plantas de arroz de este estudio sintetizaron principalmente CoQ 10 , con una producción de hasta 5 μg/g por grano de arroz. Esto demuestra que la edición genética se ha convertido en una tecnología eficiente y segura para el mejoramiento de cultivos.
El desarrollo exitoso del arroz con CoQ 10 ampliará significativamente las fuentes de alimento de CoQ 10. Además, constituye un ejemplo del uso de big data e inteligencia artificial para el mejoramiento de cultivos.
Más información: Jing-Jing Xu et al., Diseño de cultivos de CoQ10 basado en la historia evolutiva, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.01.023
