Redacción Planeta Azul

Científicos de varias instituciones encabezadas por el biólogo mexicano Roberto Gaxiola desarrollan plantas de tomate modificadas genéticamente cuyas raíces mejoradas les permitirán superar condiciones de sequía.

México, D.F. a 30 de Octubre de 2006.- Esta transformación, que se enuncia con tanta sencillez, “puede representar para muchos países el no morirse de hambre”, dijo Gaxiola, quien trabaja en la Universidad de Connecticut, en el poblado de Storrs.

Para tener una idea de los alcances potenciales de su trabajo, bastará decir que para obtener tomates más rendidores y aguantadores, los científicos hicieron que la planta sobreexpresara un solo gen, llamado AVTP1.

Para los tomates, lo importante es que este gen controla la producción de una proteína que regula la distribución de una hormona de crecimiento vegetal (la auxina). Para el futuro, es todavía más importante el hecho de que este gen está presente en todas las plantas y en todas ellas desempeña la misma función. En otras palabras, los estudios de Gaxiola y sus colegas abren la puerta al cultivo de toda clase de plantas capaces de resistir la sequía y tolerar la vida en suelos con mucha sal.

Impacto Profundo
“Creemos que esto va a atener un impacto fundamental en la agricultura, y no sólo por la cuestión de la resistencia a la sequía, sino porque podemos desarrollar plantas con sistemas radiculares(de rices) mayores, serán plantas más eficientes”, explicó Gaxiola por teléfono desde su oficina en Storrs.

Explicó que el beneficio será para los agricultores pero también para las poblaciones humanas aledañas, pues una planta más eficiente crece mejor desperdiciando menos agua, y aprovechando mejor los fertilizantes. Esto hace que el cultivo de la planta cueste menos y además libera líquido para consumo humano u otros usos.

Entre los colegas que Gaxiola trabajó están Kendal Hirschi y Sunghum Park, investigadores del Centro para el mejoramiento de Verduras y Frutas de la Universidad de Texas A&M.

Hirschi explicó la diferencia con ejemplo claro: se sometieron a estrés de sequía plantas modificadas y plantas no modificadas. Estas últimas mostraron daños irreversibles a los cinco días de no tener agua. Kaput. Las plantas modificadas en cambio, empezaron a mostrar daños a los trece días, y se trato de daños reversibles: en cuanto se les puso agua se repusieron.

“Esta tecnología podría aplicarse en últimas instancias a todos los cultivos porque involucra la sobreexpresión de un gen que se halla en todas las plantas”, dijo el doctor Gaxiola. “tiene el potencial de revolucionar la agricultura y mejorar la producción de alimentos en todo el mundo al dirigirse a una preocupación global creciente: la escasez de agua”.

El estudio de su equipo se publicó en la edición en línea de los Proccedings of the Nacional Acadeny of Scientces (PNAS) con fecha del 27 de diciembre de 2005.

Persiguindo Una Idea
Gaxiola, nacido en México hace 48 años, contó que su interés por estos fenómenos data de cuando estudiaba ciencias el la Unidad Guaymas del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores Monterrey.

“Ahí fue donde me di cuenta de que había problemas de sanidad”; dijo. Por ejemplo, la topografía del Valle del Empalme, en Sonora, es ideal para los cultivos, pero no se siembra nada porque el suelo tiene exceso de sal. “Ahí hay mucho sodio; nada muy serio, pero sí lo suficiente para que no crezca nada”.

Como Gaxiola tomaba clases de biología, marina, hizo expediciones a las costas sonorenses y se percató de que los manglares prosperan con lozanía en pura agua salada. “Entonces me dije: vamos a coger los genes de los mangles, y los metemos al maíz y se acabó”, relató.

Suena fácil, pero la idea, a la que el propio Gaxiola definió como “un sueño guajiro”, le obsesionó durante casi dos décadas y le hizo recorrer medio mundo: hizo una maestría en el Politécnico(83-87) estudió la levadura de la cer4veza en ambientes hipersalinos, luego un doctorado en Heidelberg(88-91) para aislar los genes de esa levadura implicados en la tolerancia de la sal.

Después hizo estudios post-doctorales en España (92-93), extendiéndose a genes de tolerancia a la sal tanto en lavadura como en plantas, trabajó en el Instituto de Biotecnología de la UNAM(en Cuernavaca 93-95), pasó cuatro años en el tecnológico de Massachussets y desde el 2000 está en Connecticut.

Primeros Progresos
En septiembre de 2001, Gaxiola y sus compañeros publicaron, también en los PNAS, el reporte que daba cuenta de sus primeros éxitos, La sentencia final de este estudio indicaba que “la manipulación genética de las pirofosfatasas bombeadotas de protones en cultivos de importancia económica podría ofrecer una importante avenida al mejoramiento de cultivos”.

¿Qué significa lo anterior? Las células de las plantas tienen proteínas que, por su función son llamadas “ bombas de protones”. Esto  se debe a que son capaces de pasar de un lugar a otro (“bombear”) iones de hidrógeno (H+), los cuales consisten simplemente en un protón. En particular, las células tienen tres bombas de protones: una en la membrana celular, que facilita el trasporte de nutrientes dentro y fuera de la célula, y dos que funcionan en la vacuolas celulares, las “Bodegas” de dichas células.

Hasta antes de los estudios de Gaxiola y su grupo, los científicos pensaban que la bomba vacuolar grande ayudaba a la bomba de la membrana a realizar su trabajo de control de nutrientes; creían que la bomba vacuolar chica(AVP1) sólo regulaba la acidez dentro de la vacuola y funcionaba como “refacción” en caso de que fallará la bomba grande.

La Bomba Clave
El trabajo de los científicos demostró que la bomba chica, la llamada AVP1, lejos de ser secundaria en el proceso, juega un rol crítico. Si se neutraliza el gen correspondiente, la planta tiene las raíces atrofiadas y no crece. Si el gen se expresa de más (por ejemplo, poniendo en el código genético una copia adicional del gen), se producen plantas que tienen las raíces más fuertes, más amplías, con follaje hasta 60 por ciento más grande.

“Una planta con raíces más largas es una planta más sana y más productiva”, insistió Gaxiola, “porque, con un sistema radicular más grande, la planta es capaz de obtener agua y nutrientes de áreas de suelo más grandes”.

El científico mexicano empezó trabajando con levaduras, pero eventualmente mudó sus pesquisas a la planta emblemática de los botánicos: Arabidopsis thaliana. Con ayuda de su equipo, desarrollo plantas de Arabidopsis con el gen AVP1 sobreexpresado y tuvo así plantas que además de tolerar mejor la salinidad y las sequías, tenían raíces grandes, brotes grandes y eran en general plantas más eficientes.

En un reporte que publicó la revista Science el pasado 7 de octubre, Gaxiola y su equipo explicaron que la expresión extraordinaria del gen AVP1 se traduce en un desarrollo acrecentado mediano por la hormona auxina. Esto lo hicieron en plantas de Arabidopsis.

¿Funcionará también en otras plantas? La teoría decía que sí, pero había que pasar el hecho. Para ese entonces, ya el equipo de investigación empezaba a probar la sobreexpresión del gen en otras plantas de interés comercial. El reporte más reciente en los Proceedings explica los resultados en plantas de tomate.

Lo Que Sigue 
“Todavía nos falta ver esto en otros modelos de planta. Estamos trabajando en desarrollo con árboles, con miras para la industria papelera pero también para la reforestación. Una de las limitantes que encontramos en este momento es que sembramos plantitas pero luego no las riega nadie. Plantas con este gen sobreexpresado podrían resistir más tiempo sin agua y desarrollarse mejor”, explicó Gaxiola.

Dio a entender que en breve aparecerán- bajo su firma pero también como resultado del trabajo de otros equipos- más estudios con otros cultivos de importancia comercial, entre ellos el arroz. Peroluelo faltarán dos pasos importantes.

Uno de ellos será encontrar los medios apropiados para escalar la tecnología a nivel industrial, de modo que sea posible tener poblaciones grandes de plantas con estas características de resistencia.

Para que este paso se dé, será importante contar con el “apoyo de la gente”.

Gaxiola reconoció que la población en general tiende a oponerse al uso de plantas transgénicas, y aunque lo consideró natural, dijo que modificaciones implicadas en sus estudios ocurren también de manera natural en el mundo.

“Lo que estamos haciendo es que, en vez de lograr esto con cruzas y otras tecnologías de antaño, hemos encontrado claves para llegar ahí por un atajo”, dijo.

Pero antes de ir más adelante, Gaxiola se tomará unas vacaciones en su natal México. Riendo, el científico dice que extraña el smog y que además, algo alarmante, ya no es resistente a los tacos. El precio de vivir fuera de su país.
 

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