Ingeniería de circuitos genéticos sintéticos para reprogramar el crecimiento de la raíz vegetal

La capacidad de diseñar circuitos genéticos que puedan modular los patrones de expresión génica e impulsar el desarrollo de rasgos específicos ha sido un objetivo de la biología sintética desde hace mucho tiempo.

En las plantas, por ejemplo, este enfoque podría utilizarse para alterar el crecimiento del sistema radicular de manera predecible e influir en la capacidad de las raíces para alcanzar los nutrientes esenciales del suelo y obtener agua durante períodos de sequía.

Un enfoque hacia este objetivo es el uso de circuitos genéticos sintéticos: redes de genes modificados vinculados a través de la regulación transcripcional y postranscripcional.

Si bien los circuitos de genes sintéticos se han implementado en varias líneas celulares procariotas y eucariotas, esta tecnología ha sido difícil de implementar en las plantas debido al tiempo requerido para producir líneas transgénicas y a la dificultad de ajustar la actividad del circuito en distintos tipos de células.

El equipo de Jennifer Brophy, de la Universidad de Stanford en California, Estados Unidos, creó una colección de reguladores transcripcionales sintéticos y utilizó los elementos para controlar la expresión génica a través de los tejidos radiculares en la planta Arabidopsis.

La actividad de los circuitos genéticos sintéticos que procesan la presencia o ausencia de señales específicas en las hojas de las plantas se midió minuciosamente colocando muestras de hojas en placas de 96 pocillos. Cuando entran los suministros correctos en las hojas, estas adquieren una fluorescencia verde que puede medirse con un lector de placas. (Imagen: Jennifer Brophy)

El estudio de Brophy y sus colegas muestra que este enfoque podría usarse para reprogramar el desarrollo radicular de la planta y alterar de forma predecible la densidad radicular lateral, sin afectar a otros aspectos del crecimiento normal de la planta.

Los métodos para programar nuevos rasgos en las plantas serán cada vez más útiles a medida que crezcan los desafíos climáticos y se necesiten nuevas soluciones agrícolas, tal como argumentan los autores del estudio.

Este se titula “Synthetic genetic circuits as a means of reprogramming plant roots”. Y se ha publicado en la revista académica Science. (Fuente: AAAS)