Modificaciones genéticas de vegetales para aumentar la resistencia a patógenos

Los vegetales, desde el arce hasta el maíz pasando por el tejo, producen todo tipo de compuestos que pueden resultar útiles como antibióticos, fármacos contra el cáncer o vitaminas. Estos compuestos suelen ser demasiado complejos como para sintetizarlos en el laboratorio y resulta más sencillo purificarlos a partir de las plantas que los crean.

Publicado en la revista «Proceedings of the National Academy of Sciences», este estudio se dedicó a los triterpenos, un grupo amplio de productos vegetales naturales que poseen múltiples funciones biológicas y que podrían encontrar aplicación en la medicina (como antimicrobianos), en la industria (como agentes antiespumantes) y como un edulcorante natural mucho más dulce que el azúcar.

En concreto, el estudio señaló que al cambiar un aminoácido del código genético vegetal se pose en marcha un proceso que modifica la forma y la función de una enzima al cambiar a su vez la forma en la que se pliega el precursor químico, como parte de una técnica que puede describirse como papiroflexia química y que proporciona un producto nuevo con varias aplicaciones. En el estudio cambiaron un aminoácido en la primera enzima de una ruta productora de un producto natural que protege a la avena de un patógeno terrestre fúngico, generando de este modo resistencia a la enfermedad. Se espera que estos conocimientos también puedan emplearse en otros cultivos y así proteger y aumentar la producción agrícola.

Las plantas ejercen de este modo como fábricas de sustancias químicas que cabe alterar para que generen compuestos concretos, muchos de los cuales podrían emplearse en aplicaciones aún por descubrir. La alteración del modo en el que una encima pliega el precursor químico de un compuesto para dar lugar a otro nuevo es comparable a cambiar el diseño o los planos de una máquina de las que se usan en la fabricación de automóviles o neveras.

«Cambiar y modificar vegetales no es nuevo. Los humanos llevan realizando esta actividad desde hace miles de años», comentó Robert Minto, profesor asociado de química y biología química de la Universidad de Indiana y la Universidad de Purdue en Indianápolis (Estados Unidos) y coautor del estudio. «En el estudio publicado en PNAS, cambiamos un único aminoácido en [una enzima de] la punta de la raíz de una planta de avena para cambiar la función de una enzima. La capacidad para realizar esta tarea y completarla directamente es mucho más eficaz que el injertar plantas hasta lograr la versión deseada del gen que produzca el producto natural deseado». Minto contribuyó a completar la investigación durante una estancia de cinco meses de duración en el Centro John Innes del Reino Unido, miembro del consorcio de TRIFORC.

Este estudio se suma al objetivo general del proyecto de cuatro años de duración TRIFORC, consistente en crear un sistema innovador con el que descubrir, producir de forma sostenible y comercializar triterpenos de gran valor conocidos o recién descubiertos que además presenten una actividad biológica nueva o superior. El proyecto finalizará en septiembre de 2017 y recibió de la UE cerca fondos por valor de 7 millones de euros.

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