¿Edición genética contra las inundaciones? Identifican genes que lo harían posible

Así como una sequía afecta a las plantas por falta de agua, el exceso de este líquido también puede ahogarlas. Ahora, un estudio sugiere haber encontrado las rutas moleculares que provocan esta respuesta ante el exceso de agua. Este descubrimiento abre la posibilidad de hacer desarrollos biotecnológicos con edición genética contra las inundaciones.

De acuerdo con datos del Banco Mundial, al menos 2.200 millones de personas viven en regiones que sufrirán, al menos, una inundación durante el próximo siglo. Además del riesgo para las vidas que supone esto, las inundaciones también son un peligro para la agricultura y la seguridad alimentaria.

Por eso, los investigadores de la Universidad de Hiroshima se preguntaron: ¿por qué se ahogan las plantas? Esto fue lo que buscaron responder en el documento ‘Meta-Analysis of RNA Sequencing Data of Arabidopsis and Rice under Hypoxia’, publicado en la revista Life en julio de 2022. 

A este fenómeno se le conoce como deprivación de oxígeno causado por sobresaturación. Ahora, un estudio sugiere haber encontrado las rutas moleculares que provocan esta respuesta en las plantas. 

Por medio de un meta-análisis de datos disponibles sobre secuenciación del ARN del arroz (Oryza sativa) y en el berro (Arabidopsis thaliana), los científicos descubrieron varios genes en común que influyen en la respuesta al exceso de agua.

“La hipoxia es un factor de estrés abiótico [ambiental] para las plantas causado por las inundaciones. Si bien se han realizado muchos estudios previamente, creemos que mecanismos biológicos escondidos pueden ser encontrados al analizar múltiples estudios por medio de un meta-análisis de datos abiertos al público”, explica Keita Tamura, uno de los autores de la investigación.

En total, el análisis reveló 40 genes en el arroz y 19 en la arabidopsis que se regulan en mayor o menor medida, cuando las plantas están en condiciones de hipoxia. Son estos genes los que podrían usarse en una posible edición genética contra las inundaciones.

¿Cómo se lograría la edición genética contra las inundaciones?

Los investigadores analizaron un total de 29 pares de datos de secuenciamiento de ARN en el berro y 26 pares en el arroz. El secuenciamiento involucra transcribir los “mapas” genéticos de un organismo en un momento determinado. Esto les permite a los investigadores conocer qué genes activaron cuáles cambios en las plantas. 

“Al analizar información del secuenciamiento de ARN en arabidopsis y arroz en condiciones de hipoxia, identificamos 40 y 19 genes que se regularon más y se regularon menos en ambas especies”, dijo el profesor Hidemasa Bono en un comunicado de la Universidad de Hiroshima.

Los autores explican que los genes que se regulan de más, se vuelven más activos cuando las plantas tienen poco oxígeno. Algo similar ocurre en células humanas, sin embargo, en nuestra especie, los genes se regulan menos, al contrario que en las plantas. 

“Nuestro meta-análisis sugiere mecanismos moleculares distintos bajo hipoxia en plantas y en animales”, explica Bono.

“Se espera que los genes candidatos identificados en este estudio permitan dilucidar nuevos mecanismos moleculares de respuesta a la hipoxia en plantas. En último término, planeamos manipular uno de estos genes por medio de tecnología de edición genética para desarrollar plantas tolerantes a las inundaciones”, concluye Bono. 

Más información: Newly identified genes may help protect crops against flooding, researchers say.

Meta-Analysis of RNA Sequencing Data of Arabidopsis and Rice under Hypoxia.