/Fuente: FABA-Informa Revista 637 /

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Las Ciencias Bioquímicas en la mejora de alimentos

Bioquímicos argentinos especialistas en biotecnología vegetal hicieron un aporte clave: descubrieron el gen HB4 en el girasol, un factor de transcripción que regula la respuesta de la planta a la falta de agua. Y lo transfirieron a otros cultivos, como trigo, maíz y soja, lo que permitió aumentar su tolerancia a la sequía, mejorando el rendimiento de los cultivos en estas condiciones adversas.

Por Ana M. Pertierra

Ante una problemática global de creciente demanda de alimentos, investigadores argentinos, tras años de estudios, han hecho un aporte relevante para la mejora en el rendimiento de cultivos y por ende de alimentos humanos. Entre sus muchos logros el hito destacable fue el descubrimiento del gen HB4 en el girasol, que activa un mecanismo de respuesta de las plantas al estrés por la falta de agua. Este hallazgo, se trasladó también a otros cultivos como trigo, maíz y soja.

Esta tecnología HB4® tolerante a la sequía, considerada única a nivel mundial fue desarrollada por un equipo de especialistas del CONICET y la Universidad Nacional del Litoral, liderados por Raquel Chan, directora del Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (IAL, CONICET-UNL), en conjunto con la empresa argentina de biotecnología agrícola Bioceres Crop Solutions. Se trata de una exitosa alianza público-privada de más de veinte años de duración que permitió el desarrollo de esta tecnología pionera que ya fue aprobada y aceptada para trigo en Brasil, Argentina, Sudáfrica, Nueva Zelanda, Paraguay y Estados Unidos.

Al ser más tolerantes a la sequía las semillas transgénicas que incorporan la tecnología HB4® permiten minimizar las pérdidas de producción, mejorar la capacidad de adaptación de las plantas a situaciones de estrés hídrico y dar mayor previsibilidad a los rindes por hectárea.

Los primeros ensayos para el desarrollo de transgénicos consistieron en introducir este gen HB4 en semillas de Arabidopsis thaliana, planta comúnmente utilizada como modelo experimental a nivel de laboratorio, y obtuvieron los resultados esperados: las semillas que incorporaban el gen del girasol obtenían mayor tolerancia al estrés hídrico.

En alianza con la empresa Bioceres, comenzaron a probar qué ocurría al incorporar el gen en cultivos de interés agronómico, como soja, maíz, alfalfa y trigo, y obtuvieron, en la mayoría de los casos, resultados exitosos, que se continuaron en nuevos estudios. Estudiar el comportamiento de estos cultivos a nivel laboratorio, en el invernadero y posteriormente en el campo fue una investigación de muchos años en la que participaron especialistas en distintas disciplinas como la biología molecular, la genética, la agronomía y la bioinformática.

FABAinforma se comunicó con la Dra. Raquel Lía Chan, doctora en bioquímica, investigadora del Conicet, especializada en biotecnología vegetal, que se desempeña desde hace muchos años en el Instituto de Agrobiotecnología del Litoral en Santa Fe.

¿Cómo lograron descubrir que el gen HB4 del girasol le confería resistencia a la sequía?

Dra. Raquel Lía Chan, directora del Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (IAL-CONICET-UNL)

Fue un proceso largo y partió de una pregunta fundamental de las ciencias biológicas que fue: ¿por qué algunas especies vegetales toleran mejor la falta de agua o por más tiempo que otras? Esa es una observación simple hogareña; si uno se olvida de regar las plantas, algunas sucumben rápidamente mientras que otras duran mucho más tiempo vivas. Para poder responder esa pregunta simple, decidimos aislar distintos genes de girasol que tienen funciones reguladoras de otros genes, se llaman factores de transcripción y son como genes maestros que mandan a muchos más. Las plantas tienen muchos, más de 1500 diferentes, así que nos concentramos sólo en algunos. ¿Por qué girasol? además de que es un cultivo más tolerante a la falta de agua que otros como soja, nos permitía acceder a financiamiento para investigación por ser un cultivo de mucho interés económico para nuestro país.

Aislando de a un gen, poniéndolo en vectores adecuados para ser introducidos en otra planta, lo pusimos en la planta modelo de Arabidopsis thaliana y observamos cómo las plantas modelo cambiaban su comportamiento frente a la falta de agua. Lo hicimos con muchos genes. Resultó que HaHB4 confería tolerancia a la sequía, otros de los que probamos, no. Algunos adelantaban la floración, otros dan tolerancia a inundación, otros no dan nada muy visible.

¿Mediante la aplicación de qué herramientas de la ingeniería genética han logrado el mejoramiento vegetal mediante la incorporación del gen resistente?
Para poder hacer esos pasos se utilizan muchas técnicas y herramientas. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR), clonado molecular, utilización de bases de datos informáticas, bioinformática, transformación de bacterias, transformación de plantas, estudio de las características fisiológicas y morfológicas (fenotipado) tanto en condiciones de crecimiento óptimas como con distintos tipos de estrés.

¿Puede aplicarse esta misma tecnología para combatir plagas y /o infecciones vegetales?
Sí se puede, los procedimientos son muy similares pero cambian los genes a utilizar y los ensayos de fenotipado. Pero el principio de conferir una característica benéfica introduciendo un gen más al genoma de una planta receptora, es el mismo.

¿La tecnología HB4, desarrollada por usted y su equipo de investigadores del IAL-Conicet- Universidad del Litoral, puede considerarse una estrategia biotecnológica para contrarrestar los efectos del cambio climático?
Y sí, la idea es obtener plantas que produzcan más semillas o más biomasa utilizando menos agua, lo cual es una contribución para contrarrestar el efecto del cambio climático. Así lo demostró un grupo independiente de EEUU que hizo estudios con el trigo HB4 comprobando la disminución de la huella de carbono.

La tecnología HB4 tolerante a la sequía, se considera única a nivel mundial ¿qué tipo de exámenes de seguridad ha superado para ser aprobada por otros países tales como los EE.UU. para su aplicación en cultivos de trigo?
Cada país exige distintos exámenes de seguridad pero en forma general hay que demostrar que las plantas transformadas no causan más daño que las mismas sin transformar. Ese “daño” puede ser cero, pero lo que se compara es siempre la misma planta sin haber recibido el gen. Se hacen estudios nutricionales en animales y cultivos en diferentes regiones, se comprueba que no afecte a la flora y a la fauna circundante. Otro estudio común a todos los países es que el gen introducido no genere alergenos, o sea, productos de la planta que provocan alergias y que esos alergenos (que existen en todas las plantas) no aumenten su concentración o cantidad.

¿La tecnología HB4 ha recibido críticas y/o cuestionamientos ambientales?
Así es, hay grupos que están en contra de cualquier modificación genética en los cultivos. No es que critiquen particularmente a HB4 sino a todos los cultivos genéticamente modificados (OVGM). He participado de múltiples debates sobre este tema. Las posiciones son muy antagónicas y difíciles de conciliar. Todos los alimentos que consumimos han sido modificados, seleccionados después de cruzas, y difieren años luz de sus ancestros naturales. La diferencia con HB4 es que este último ha sido modificado por ingeniería genética mientras que los demás por cruza, selección o mutaciones naturales.

¿Se podría decir que es fundamental el aporte de las ciencias bioquímicas al mejoramiento del rinde de los cultivos y por ende a la calidad de los alimentos? ¿Qué otras disciplinas participan en estas investigaciones?
Sin bioquímica, no habría biología molecular ni ingeniería genética. De hecho, estas últimas se basan totalmente en procesos bioquímicos y la química del ADN. En estos desarrollos participan también ecofisiólogos y agrónomos. Además, abogados y especialistas en patentes.

¿Cómo considera la interacción entre sistema científico mediante el desarrollo de tecnologías propias e innovadoras con el sistema productivo local?
Recién está en sus inicios, debería ser mucho más fluida, espontánea y frecuente de lo que es. Hay mucho trabajo por hacer.