BIOTECNOLOGÍA

Utilizando CRISPR para activar genes antiguos, una startup busca desarrollar un arroz que crece en el mar

Mediante el uso de edición genética con CRISPR, la startup de agricultura oceánica Alora está poniendo a prueba un esfuerzo para cultivar plantas de arroz en tierra en aguas saladas, y eventualmente pasar a cultivarlas en plataformas flotantes frente a las costas de países africanos y asiáticos.

Hace unos 75 millones de años, un notable grupo de plantas con flores conocido como hierbas marinas emigró de nuevo a los océanos desde la tierra, donde se originó toda la vida vegetal hace unos 500 millones de años. Para prosperar en un entorno salino tuvieron que adaptarse y acabaron evolucionando hacia la tolerancia a la sal.

El mismo conjunto de genes que permite que las hierbas marinas crezcan en agua salada está latente y sin utilizar en muchos de nuestros cultivos terrestres, como el arroz, el trigo y el maíz. Si pudiéramos activar estos genes, esos cultivos podrían crecer en agua salobre -o incluso directamente en el océano- convirtiéndose en una nueva y formidable ganancia en la cadena mundial de suministro de alimentos. Para alimentar al mundo en 2050, necesitaremos producir casi un 60% más de alimentos en comparación con 2010.

La nueva empresa emergente de agricultura oceánica Alora está intentando hacer exactamente eso. Mediante el uso de herramientas CRISPR, están poniendo a prueba un esfuerzo para cultivar plantas de arroz en tierra en aguas saladas, y eventualmente pasar a cultivarlo en plataformas flotantes frente a las costas de países africanos y asiáticos.

«Fui capaz de encontrar un patrón particular de ocho genes, en cosas como las hierbas marinas y los manglares, que trabajan juntos para permitir que la planta no sólo se defienda contra el medio ambiente salino, sino que en realidad lo utilice en su propio beneficio como una forma de impulsar el crecimiento», dice el cofundador de Alora, Luke Young, un graduado en biología de 26 años de la Universidad de Durham en el Reino Unido, que inició la empresa hace tres años. «Podemos activar esos genes en los cultivos terrestres siguiendo el mismo patrón que estas plantas marinas, sin introducir nada más de ningún otro organismo». Una de las principales objeciones a la modificación genética de alimentos como la soja y el maíz es el proceso de introducir genes de una especie en otra, creando organismos transgénicos. Al manipular el propio genoma de la planta, no se introduce ADN extraño.

Alora está empezando con el arroz, el tercer cultivo agrícola más producido del mundo (después de la caña de azúcar y el maíz) y el alimento básico más importante para la mitad de la población de la Tierra. El arroz es especialmente vulnerable a la intrusión de agua salada, la invasión del suelo costero por el agua del océano, que se ve agravada por actividades humanas como la extracción de aguas subterráneas y el aumento del nivel del mar debido al cambio climático. «La sal hace dos cosas a las plantas», dice Young. «Primero extrae el agua, reduciendo la capacidad de la planta para crecer y defenderse de los elementos; luego ralentiza el metabolismo de la planta y perjudica su capacidad de fotosíntesis, reduciendo el rendimiento».

El problema de la intrusión de agua salada afecta a la agricultura costera en todo el mundo, y es especialmente grave en el sudeste asiático, donde ya está dañando los cultivos. Alora está a punto de iniciar un ensayo en el delta del Mekong, un vertiginoso laberinto de pantanos, arroyos, arrozales y ciudades fluviales entre Ciudad Ho Chi Minh y Phnom Penh. Es una de las zonas agrícolas más destacadas de la región y representa el 50% de la producción de arroz de Vietnam, el quinto productor mundial de arroz, cuyas exportaciones superarán los 3.270 millones de dólares en 2021. El agua del mar fluye de forma natural hacia el delta cada año, pero las recientes sequías y las estructuras artificiales, como las presas, han reducido la capacidad del delta para diluir y arrastrar la sal a través del agua dulce. El gobierno vietnamita está tomando medidas contra la intrusión de agua salada, como plantar los cultivos antes e instalar compuertas en los canales de riego para mantener el agua dulce dentro y el agua salada fuera. El problema causó una pérdida de un millón de toneladas de arroz en el delta solo en la temporada de cosecha 2015-2016.

El arroz se ve gravemente afectado por un nivel de salinidad superior a 3 gramos por litro, aproximadamente una décima parte de la salinidad del agua de mar. Esos niveles ya se han superado en algunas partes de Vietnam, afirma Young, pero asegura que las plantas de Álora son mucho más resistentes. «En este momento tenemos plantas que crecen cómodamente en la mitad del nivel de agua salada oceánica [16 gramos por litro]», dice. «Sabemos exactamente qué hacer para pasar de 16 a 32, que es el nivel completo de sal oceánica».

Young dice que Alora está trabajando actualmente con un puñado de variedades de arroz de Japón y Vietnam, y que vendrán más: «Tenemos un pequeño banco de semillas con variedades de casi todas las zonas de producción de arroz del mundo: Estados Unidos, el sudeste asiático, Rusia, Japón, India, países de África oriental y occidental, y un par de Europa. Todos ellos se convertirán en variedades resistentes a la sal en el transcurso del próximo año y medio».

Alora forma parte de una nueva generación de investigadores alimentarios que utilizan herramientas CRISPR. Los primeros tomates con CRISPR salieron a la venta el año pasado en Japón y pronto podrían ser seguidos por setas resistentes a la oxidación y con una vida útil más larga. Young describe el proceso de edición genética como una forma de evolución acelerada: «Es como si este cultivo hubiera evolucionado a lo largo de 100.000 o 200.000 años y lo hubiéramos mejorado para que tolerara la sal», afirma. Cree que CRISPR gozará de una mayor aceptación por parte de los consumidores y de menos obstáculos normativos en comparación con los transgénicos, aunque eso aún está por ver. Los críticos de la técnica, como el grupo de campaña británico GM Freeze, han argumentado que pueden producirse errores y que sus partidarios describen CRISPR con una simplificación deliberada, para que la gente se sienta cómoda con ella.

Una vez que se hayan obtenido resultados positivos en los ensayos de agricultura terrestre, Alora tiene previsto pasar a la agricultura oceánica. Esto implicará cultivar las plantas de arroz durante dos o tres semanas en tierra y luego transferirlas a plataformas de hasta 30 pies de ancho, flotando en el agua en granjas acuáticas. Pueden sobrevivir hasta 120 millas de la costa; si se alejan más, los niveles de nutrientes en el agua bajan demasiado (aunque Alora está trabajando en una solución que implica el desarrollo de una bacteria que alimentaría a las plantas con carbono). Young afirma que está previsto realizar un proyecto piloto en Singapur durante el próximo año, inicialmente en un laboratorio. Más países han expresado su interés en acoger ensayos de las variedades de agricultura terrestre y oceánica, añade, entre ellos Kenia, Namibia, Sudáfrica, Filipinas, Indonesia, Malasia y Tailandia.

Ed Barrett-Lennard, experto en agricultura salina que no participa en la empresa Alora pero está familiarizado con su investigación, trabaja con el gobierno australiano y la Universidad de Australia Occidental. Contactado por correo electrónico, afirma que la tecnología de la nueva empresa le hace ser «escéptico pero esperanzado», y añade que lo más emocionante es la prueba de concepto: Hacer que los cultivos toleren la sal sería enormemente transformador. «Incluso si sólo se consiguiera una parte del camino, se animaría a otros grupos científicos a tomar el relevo y avanzar en esta dirección», afirma. «Esta cuestión no se refiere sólo al arroz, sino a todos los cultivos básicos».

Young dice estar preparado para el reto. «De hecho, esta semana empezamos a trabajar en el maíz y la soja, que se desarrollarán en los próximos uno o dos años».

 

Fuente: https://www.chilebio.cl/

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