Brasil desarrolla caña de azúcar editada con CRISPR

Como ‘Cana Flex I’ y ‘Cana Flex II’ se conocen las dos variedades de caña de azúcar desarrolladas por la Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria (Embrapa) con ayuda de la tecnología CRISPR. La primera variedad presenta paredes celulares más ‘digestibles’, mientras que la segunda muestra mayor concentración de sacarosa en los tejidos de la planta.

Ambas variedades apuntan a facilitar el acceso de enzimas a las células de azúcar atrapadas, lo cual favorece la producción de etanol de primera y segunda generación, así como a una mejor extracción de otros bioproductos.

A la variedad Cana Flex I, por ejemplo, se le silenció el gen responsable de la rigidez de las paredes celulares. Esto hace más eficiente la hidrólisis enzimática -un proceso químico para extraer componentes de la masa de la planta-.

En la variedad Cana Flex II, Embrapa se enfocó en la acumulación de azúcar en la caña. Silenciando un gen en el tejido de la caña, de acuerdo con un Future Farming, los investigadores lograron un incremento considerable en la producción de sacarosa en el tallo de la planta.

“Una vez que encontramos la característica de acumulación de azúcar, transferimos el conocimiento al cultivo de caña, que es el objetivo de nuestra investigación”, le explicó a Future Farming Hugo Molinari, uno de los investigadores de Embrapa. Según Molinari, se observaron aumentos del 15% en la sacarosa de los tallos y hasta del 200% en las hojas de la caña. Asimismo, la investigación también observó incrementos en otros azúcares como glucosa y fructosa.

“También hicimos pruebas para revisar si este gen mejoraba la sacarificación o la conversión de celulosa en azúcar industrial. Una vez más, observamos un aumento de alrededor del 12%”, añadió Molinari.

Esta variedad presenta varias ventajas además de su alta eficiencia en la producción de bioetanol, como mayor digestibilidad para los animales y mayor aprovechamiento industrial. “Hoy sabemos que más del 45% de la matriz energética de Brasil es renovable y la caña de azúcar contribuye con el 30% de fuentes renovables”, afirma Molinari.

Ninguna de estas nuevas variedades se consideran como transgénicas, de acuerdo con la Resolución Normativa 16 de la Comisión Técnica Nacional de Bioseguridad (CTNBio).

La primera variedad de caña editada de Brasil

Sin embargo, aunque el desarrollo es posiblemente el primero en Brasil, no lo es en el mundo, pues desde 2021 se han conocido otros desarrollos con esta planta. En julio del año pasado se conocieron dos investigaciones del Departamento de Energía del Centro para la Bioenergía y Bioproductos Avanzados de la Universidad de Florida.

En una de estas investigaciones, publicada en Frontiers in Genome Editing lideradas por los profesores Fredy Altpeter y Ayman Eid, demostraron su capacidad para inactivar varias copias del gen magnesio quelatasa, una enzima clave para la biosíntesis de clorofila en la caña. Estas cañas de azúcar, que presentaron hojas verdes claras, podrían necesitar menos fertilizantes de nitrógeno para producir la misma cantidad de biomasa.

El segundo estudio, también publicado en Frontiers in Genoma Editing, demostró una manera reproducible y eficiente de sustituir múltiples copias de un gen para reemplazarlo por una versión superior que le otorga a la planta resistencia a herbicidas.

Ambas investigaciones apuntan a un innovador proyecto para desarrollar variedades de caña ricas en aceites, pero estos primeros acercamientos fueron las primeras en probar que la edición genética con CRISPR/Cas9 en la caña es posible.

Más información: First Breeding of Sugar Cane Using CRISPR/Cas9