Los genetistas de la Universidad de Stanford han descubierto una forma de controlar cuidadosamente la estructura de las raíces de las plantas.
Al manipular la profundidad y la forma del sistema de raíces en crecimiento, los investigadores esperan algún día poder regenerar cultivos. Cambio climático.
Por ejemplo, un sistema de raíces superficiales ayudará a los cultivos a absorber mejor el fósforo cerca de la superficie. Un sistema de raíces profundas es mejor para recolectar agua y nitrógeno.
«Nuestros circuitos de genes artificiales nos permitirán desarrollar sistemas de raíces muy específicos o sistemas de hojas muy específicos que sabemos que están optimizados para condiciones ambientales desafiantes». explica La bioingeniera Jennifer Brophy de la Universidad de Stanford.
«Estamos diseñando plantas con mayor precisión».
Las técnicas genéticas utilizadas por Brophy y sus colegas para lograr una precisión tan alta podrían producir plantas mucho más rápido que la transmutación y con mayor precisión que la selección de rasgos deseables.
Usando células de una planta de tabaco, los investigadores crearon un circuito genético artificial que controla la expresión génica y mostraron cómo funciona en otra planta.
Puedes imaginar circuitos genéticos como código de computadora puertas lógicas. Solo los valores de entrada válidos pueden ingresar la entrada y producir la salida.
Estos circuitos biológicos Como circuitos con interruptoresComo activar tu teléfono.
En una célula, estas puertas, que en última instancia conducen a la expresión génica, solo pueden abrirse mediante «promotores» transcripcionales artificiales específicos de ciertos tejidos vegetales. Esto significa que los investigadores pueden controlar qué genes expresan las células de una planta y cómo crece la planta.
Al crear una serie de puertas lógicas sintéticas para un solo gen asociado con el crecimiento de la raíz lateral, los investigadores pudieron manipular el crecimiento de una pequeña planta de maleza. Arabidopsis thaliana.
Al alterar la expresión de ese gen, los investigadores Alteró la densidad de ramas en el sistema radicular de la planta sin afectar otras propiedades de la raíz.
Este es un gran logro, porque otro estudio Como se muestra anteriormente Pequeños cambios en un gen de crecimiento de la raíz pueden afectar todo tipo de rasgos de la raíz, como el crecimiento del vello de la raíz o el crecimiento de la raíz primaria.
«Para eliminar la ramificación de la raíz de otros procesos de desarrollo, expresamos slr-1 Un gen mutante que usa un promotor específico de tejido que opera solo en la raíz lateral Células madre”, investigadores anote.
A continuación, los autores planean probar sus circuitos genéticos reprogramados Arroz, que es un cultivo único que se muestra prometedor como biocombustible. El equipo espera mejorar la capacidad del maíz para absorber agua y realizar la fotosíntesis de manera más eficiente.
Si esta técnica genética es efectiva, sus posibilidades son ilimitadas. La reprogramación de cultivos utilizando circuitos genéticos artificiales requerirá un ajuste cuidadoso.
«Tenemos tipos modernos de cultivos que han perdido la capacidad de responder a dónde están los nutrientes del suelo». Él dice El biólogo de plantas José Tinneny es de Stanford.
«El mismo tipo de compuertas lógicas que controlan la ramificación de las raíces se puede usar para crear un circuito que tenga en cuenta las concentraciones de nitrógeno y fósforo en el suelo y produzca una salida óptima para esas condiciones».
El estudio fue publicado en Ciencias.
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