En una entrega previa del Dr. Jorge Poveda Arias ya conocimos los fundamentos de la técnica CRISPR, para este artículo cuenta con la colaboración de Soraya Iglesias Córdoba, alumna de 4º curso de Grado en Biología por la Universidad de Salamanca (Asignatura: Introducción a la Biotecnología Vegetal).
Seguro que habéis escuchado alguna vez la palabra transgénico en alguna de vuestras conversaciones diarias, ya sea porque un amigo ha debatido ese tema en clase o porque tu madre ha leído en una noticia “comer verduras transgénicas es malo”.
Un organismo transgénico es aquel que está modificado genéticamente mediante la adición de genes que proceden de otro individuo, con el objetivo de lograr unas cualidades determinadas. No hay que confundir el término transgénico con organismos modificados genéticamente (OMG), ya que este término se refiere a la obtención de modificaciones en el genoma mediante procesos no naturales. Con esto quiero decir que no todos los OMGs son transgénicos. Existen otras técnicas de modificación del genoma además de la transgénesis, la más innovadora es de la que vamos a tratar en este artículo: la técnica CRISPR/Cas9.
Pero, ¿qué es CRISPR?
Os estaréis preguntando qué es eso del CRISPR, que suena como los “krispis” que comemos en el desayuno. Se trata, pues, de unas secuencias de ADN del genoma de bacterias y arqueas que se encuentran repetidas regularmente y, además, están separadas por otras secuencias únicas a las que se denomina espaciadores.
Si nos imaginamos el genoma como una carta, donde se encuentra toda la información genética hereditaria del organismo, éstas secuencias serían palabras cortas que se repiten a lo largo de la cadena. Pero no lo hacen seguidamente, sino que se encuentran separadas por otras palabras, por ejemplo: ojocabezaojonarizojobrazosojo, en este ejemplo la palabra ojo sería esa secuencia de ADN que se repite, mientras que el resto de palabras serían los espaciadores.
Muy próximos a estas secuencias CRISPR se encuentran los genes cas (asociados a CRISPR), que intervienen en la formación de las proteínas cas. Estas proteínas tienen la capacidad de actuar como “tijeras” que cortan secuencias de ADN, con la ayuda de un guía de ARN complementario a la región que se desea cortar.
En el año 2007 se descubrió que este mecanismo es utilizado de forma natural por las bacterias para defenderse de virus que las infectan. Se trataría, pues, de su sistema inmune adquirido, de manera similar a nuestros anticuerpos, preformados frente a virus que ya nos han infectado. Existe una gran diversidad de sistemas CRISPR-Cas, pero es el tipo cas9 el que se va a emplear como técnica en la modificación genética de organismos.
Son muchas sus aplicaciones, pero destacaremos la edición del genoma en plantas. Es amplia la variedad de vegetales utilizados en agricultura para consumo humano, algunas como el arroz, el maíz, el tomate, la vid, y otras especies con propiedades farmacéuticas, que han sido objeto de estudios mediante CRISPR/Cas con buenos resultados.
¿CRISPR en mi cocina? ¿Dónde?
Debido a la normativa vigente en España sería imposible encontrarnos con organismos CRISPR modificados, debido a que se consideran organismos transgénicos, los cuales está prohibido consumir y también cultivar. Sin embargo, en otros países de la Comunidad Europea, como Suecia, no se consideran organismos modificados, sino mutantes. Esto nos hace recordar que las especies que utilizamos en agricultura también son especies mutadas, ya que el ser humano ha ido cruzando variedades para obtener determinadas cualidades.
Muchos de los alimentos que estamos acostumbrados a comer han sido mejorados en diferentes investigaciones con CRISPR, y en un futuro podrían aparecer en la cocina de nuestra casa. En el caso del tomate (Solanum lycopersicum), se han centrado en la recuperación del sabor tradicional que se ha perdido. Seguramente os habéis comido un tomate del supermercado y habéis dicho: “No sabe a nada”. Lo que se ha conseguido es aumentar los niveles de azúcar en el proceso de maduración, para obtener un sabor más dulce. Otro de los estudios llevados a cabo es el retraso en la maduración del fruto, con el objetivo de que aguante más tiempo desde el momento de la recogida hasta su distribución. Esto se consigue mediante control hormonal, en el caso del tomate está regulado mediante auxinas y giberelinas.
Otro ejemplo que podríamos encontrar es el champiñón (Agaricus bisporus), en el que se inactivó uno de los genes que expresan proteínas implicadas en el ennegrecimiento de éstos tras ser cortados y expuestos al aire. Así pues, podría durar más tiempo cortado sin ponerse negro. Esta mejora fue probada y comercializada en EEUU.
El maíz (Zea mays), otro cultivo importante para consumo, contiene un componente que es anti-nutricional y mal digerible por los animales con un sólo estómago, como nosotros. Ese compuesto es el ácido fítico, presente en las semillas. Se ha conseguido crear unas proteínas que interrumpen el proceso de creación de este ácido, de forma satisfactoria.
Estos sólo son algunos de los muchos ejemplos que existen en el mejoramiento de la calidad y valor nutricional de los productos de consumo humano. Otras vertientes de investigación son la resistencia a virus y patógenos, resistencia a herbicidas, aumento de la capacidad fotosintética y tolerancia a diferentes tipos de estrés, como por ejemplo, una elevada cantidad de sales o poca abundancia de agua.
La elevada población mundial y el continuo clima cambiante hacen imprescindible el uso de técnicas que mejoren el rendimiento, la calidad de los alimentos de consumo, y así conseguir, también, una agricultura más sostenible. CRISPR es la técnica más eficiente, de bajo coste, sencilla y simultánea para poder llevarla a cabo. Es ridículo definirlo como una técnica transgénica, ya que lo único que se añade al organismo es la proteína cas9 y el ARN guía, que después de realizar su función, desaparecen por completo de la célula. Por lo tanto, CRISPR no deja huella.
Si todo esto se ha conseguido con los genomas de plantas, ¿hasta qué punto conseguirá esta técnica hacer modificaciones en animales y seres humanos? Ya se han realizado estudios sobre diferentes animales y las futuras líneas de investigación se centran en poder llegar a curar enfermedades genéticas en humanos.
REFERENCIAS.
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- Xuan Liu et al. (2017). Application of CRISPR/Cas9 in plant biology. Acta Pharmaceutica Sinica B. 7(3):292–302.
- http://wwwuser.cnb.csic.es/~montoliu/CRISPR/
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