Tecnología emergente 2015: Técnicas de ingeniería genética de precisión

“Técnicas de ingeniería genética de precisión” son una de las 10 tecnologías emergentes para 2015 señalados por el Meta- Consejo del Foro Económico Mundial sobre Tecnologías Emergentes.

La ingeniería genética convencional siempre ha causado controversia. Sin embargo, están emergiendo nuevas técnicas que nos permiten directamente “editar” el código genético de las plantas para hacerlas, por ejemplo, más nutritivas o más aptas para un clima cambiante.

Actualmente, la ingeniería genética de los cultivos se basa en bacterias agrobacterium tumefacienspara transferir el ADN deseado al genoma objetivo. La técnica está probada y es confiable, y a pesar del miedo público generalizado, existe un consenso en la comunidad científica de que la modificación genética de organismos con esta técnica no es más riesgosa que la modificación con reproducción convencional. Sin embargo, si bien agrobacterium es útil, se han estado desarrollando técnicas más precisas y variadas de modificación de genoma en los últimos años.

Entre estas se incluyen ZFN, TALENS y, más recientemente, el sistema CRISPR-Cas9 que evolucionó en bacterias como un mecanismo de defensa contra virus. El sistema CRISPR-Cas9 utiliza una molécula de ARN para el ADN, lo que corta a una secuencia conocida y elegida por el usuario en el genoma objetivo. Esto puede deshabilitar a un gen no deseado o modificarlo de manera que sea indistinguible en funciones con respecto a una mutación natural. Con la “recombinación homóloga”, CRISPR también puede utilizarse para insertar nuevas secuencias de ADN, o incluso genes completos, en el genoma de forma precisa.

Otro aspecto de la ingeniería genética que ha realizado un gran avance es el uso de ARN de interferencia (ARNi) en cultivos. El ARNi es efectivo contra virus y agentes patógenos de hongos, y también puede proteger plantas contra pestes de insectos, lo que reduce la necesidad de pesticidas químicos. Los genes virales se han utilizado para proteger plantas de papaya contra el virus de mancha anular, por ejemplo, sin signos de resistencia de evolución en más de una década de uso en Hawái. El ARNi también puede beneficiar a los principales cultivos de alimentos básicos para proteger al trigo contra la roya del tallo, al arroz contra el añublo, a la papa contra el tizón y a la banana contra la fusariosis.

Muchas de las innovaciones serán particularmente beneficiosas para los pequeños productores en países en desarrollo. Como tal, la ingeniería genética puede volverse menos controversial, ya que las personas reconocen su efectividad para aumentar los ingresos y mejorar las dietas de millones de personas. Además, la modificación más precisa de genomas puede calmar el miedo público, en particular si la planta o el animal resultantes no se consideran transgénicos porque no se introduce material genético extraño.

En conjunto, estas técnicas prometen evolucionar la sustentabilidad agrícola con la reducción de insumos en áreas múltiples, desde agua y suelo hasta fertilizantes, además de la adaptación de los cultivos al cambio climático.

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Autores: Bernard Meyerson es el Director de Innovación y Vicepresidente de IBM Corporation y Presidente del Meta-Consejo sobre Nuevas Tecnologías. Esta lista se basa en la experiencia de miembros del consejo: William “Red” Whittaker, profesor en Carnegie Mellon University; Jennifer Lewis, profesora en el instituto Hansjorg Wyss de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard; Mike Pellini, presidente y director ejecutivo de Foundation Medicine Inc; Jeff Carbeck, especialista líder, Fabricación y materiales de avanzada, Deloitte; Justine Cassell, profesora, Interacción persona-computadora, Carnegie Mellon University (CMU); Jeff Carbeck, especialista líder, Fabricación y materiales de avanzada, Deloitte; Henry Markram, profesor en Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL); Paolo Dario, director de The BioRobotics Institute, Scuola Superiore Sant’Anna, Pisa; Mark Lynas, colaborador visitante, Cornell University, Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida; Julia Greer, profesora de Ciencias de materiales y Mecánica, Instituto Tecnológico de California (Caltech).

Imagen: REUTERS/Tim Chon