El CRISPR para incrementar las futuras cosechas
Hasta ahora el tradicional cruzamiento de semillas seleccionadas ha permitido incrementar el rendimiento en el cultivo de diversos granos (arroz, maíz, trigo etc.), pero el procedimiento ha sido lento e inseguro, pareciendo que se han agotado sus posibilidades. La intervención directa en sus DNAs (edición) es la nueva alternativa, pero hay reparos.

El crecimiento de la población mundial no se ha detenido, por lo que se espera que para el año 2050 este alcance los 10.000 millones de habitantes. Para el mismo periodo, se vaticinan también graves cambios ambientales, con sequías, inundaciones, pestes y hambrunas. La suma de todo ello plantea nuevos desafíos. Sin embargo, en reiteradas ocasiones se han estado anunciando pronósticos agoreros que hasta ahora no se han cumplido. Ya en el año 1830 Malthus, sociólogo inglés, anunciaba que la población mundial había iniciado un explosivo crecimiento poblacional que inexorablemente llegaría a una gran hambruna, ya que no habría ninguna posibilidad de incrementar la producción de alimentos en igual ritmo. Desde entonces hasta ahora la producción de alimentos se ha ido incrementando junto al incremento poblacional e incluso, durante los últimos años, esta ha sido ligeramente superior (Expectativas de alimentación en el siglo XXI), (El neomalthusianismo, una nueva mirada a un antiguo dilema), (La explosión demográfica), (Los siete mil millones de habitantes).

Entre los años 1980 y 2000, mediante el cruzamiento de semillas seleccionadas por su alto rendimiento fue posible incrementar las cosechas de una variedad de granos, como arroz, maíz, trigo y otros. Gracias a ello, durante este período se logró en Asia un incremento de sus cosechas de un 22%, mientras en América Latina estas mismas se elevaron en un 40% (Science 300, 758, 2203). Sin embargo, es necesario reconocer que el ritmo del incremento fue por lo general lento, diverso e inseguro.

Ahora nuevamente se vuelve a plantear la inseguridad alimentaria ya que la población continúa creciendo aceleradamente. Se espera que, para satisfacer las necesidades del año 2050, la cosecha de granos debiera incrementarse en un 100%. Los expertos ven como muy poco probable lograrlo mediante los métodos clásicos de selección y cruzamiento de semillas, que hasta ahora se han estado utilizando. “Parece que ya han agotado sus posibilidades y el método ha dado todo lo que podía dar” (figura 1).

Intervenir en el genoma

Querámoslo o no, pareciera que, a partir de ahora, se necesitará ir más allá y manipular directamente la estructura genética de estas semillas. “Es necesario inducir cambios en el genoma de ellas”, señalan algunos. La tecnología ya existe y es lo que se ha llamado, “editar el genoma” induciéndole las necesarias mutaciones. Es aquí donde el CRISPR adquiere una gran trascendencia. Mediante esta tecnología es posible ubicar y modificar el DNA de cualquier organismo, desde bacterias, plantas, animales e incluso el ser humano. Todo ello en forma, fácil, precisa y económica (Ya parece ser una realidad la microcirugía de genes). La tecnología no es nueva, ya que es la misma que hace miles de años desarrollaron las bacterias para defenderse de los virus (bacteriófagos) que los atacaban.

Mediante el sistema CRISPR/Cas9 es perfectamente posible ubicar dentro de un genoma, un gene específico y proceder a modificarlo induciendo cambios que aseguren un mejor rendimiento.
Ahora CRISPR ha permitido cortar con gran precisión el DNA en un determinado gene con el objeto de modificar su estructura genotípica y por lo tanto su fenotipo respectivo. Para ello es necesario conocer la secuencia de bases del DNA del gene que se desee modificar, para luego con esta información fabricar una secuencia de bases contrapuesta para que sirva de guía y luego introducirle los cambios necesarios que calce con la doble hélice del gene a modificar. Es esta estructura la que permite ubicar el gene deseado. Este es parte de lo que hace CRISPR. Luego actúa la otra, el Cas9. Ella es una proteína nuclear (nucleasa) que permite abrir la doble hebra del DNA. La molécula Cas9 actúa como una verdadera tijera, cortando la molécula en un lugar preciso e inducir el cambio deseado en su estructura (figura 2). Es así como ésta avanzada tecnología permite modificar (editar) un determinado gene en cualquier organismo. Con ello se puede anular o potenciar un determinado gene, adquiriendo este una nueva cualidad: incrementar la resistencia a enfermedades, prevenir la contaminación de pestes, reorientar etapas metabólicas, defenderse de ataques de insectos, adaptarse a la sequía, mejorar en tamaño y/o calidad del grano, mejorar la eficiencia de la fotosíntesis, o desarrollar cualquiera otra cualidad deseada. Todo ello en un corto período de tiempo; en una generación, a diferencia de lo que se ha logra mediante el clásico método de cruzamiento de semillas, cuyo proceso requiere de un largo período de tiempo, que pueden ser 10 o más años para conseguir una variedad mejorada (figura 1).

Aceptación pública de la metodología

A pesar de las ventajas y oportunidades de esta nueva tecnología, ella no ha sido bien acogida por los ambientalistas que consideran muy riesgoso la “manipulación genética de los alimentos” la que se basa en la introducción de genes extraños a las plantas, los que podrían ser teóricamente dañinos para la salud (El complejo CRISPR en los alimentos transgénicos). A este respecto cabe señalar que CRISPR/Cas no introduce genes ajenos a la planta, sino que modifica genes ya existentes en ella (edición). El proceso de manipulación genética que ya lleva años y se basaba fundamentalmente en la introducción de nuevos genes a las plantas, lo que es rechazado por los ambientalistas y muy especialmente por los países de la Unión Europea.

Como consecuencia de esta conceptualización errónea ahora también se ha cuestionado la aceptación de esta nueva tecnología, lo que ello ha estado dificultando su difusión y aceptación del CRISPR. Por ello se hace necesario insistir en la diferencia existente entre los conceptos de “manipulación genética” y “edición genética”. Una vez superado esta errónea generalización, va a ser posible su difusión y aceptación.

Para mayor información ver “Genome editors take on crops”. Armin Scheben y David Edwards: Sciencie, 2017,355:1122.



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