Potenciar la fotosíntesis para incrementar la fijación y almacenamiento de carbono con Crispr
La tecnología CRISPR-Cas9 representa una herramienta revolucionaria con el potencial de mejorar la eficiencia fotosintética y aumentar el rendimiento de los cultivos.
La tecnología CRISPR-Cas9 representa una herramienta revolucionaria con el potencial de mejorar la eficiencia fotosintética y aumentar el rendimiento de los cultivos. Este sistema de edición genética permite a los investigadores identificar y modificar genes específicos involucrados en la fotosíntesis, ajustando su función o desactivándolos para optimizar las rutas metabólicas de la planta.
Dado que la fotosíntesis comprende una serie de reacciones bioquímicas complejas, la edición de los genes que regulan estos procesos puede conducir a una mayor productividad vegetal. Mediante la biotecnología moderna, es posible intervenir en distintas etapas de la vía fotosintética, abriendo oportunidades para incrementar la eficiencia energética y el rendimiento agrícola de manera sostenible.
La edición de genes puede mejorar los procesos fotosintéticos:
- Mayor eficiencia en la captación de luz, mediante la edición de los genes responsables de la captación de luz, como la proteína B1 del complejo captador de luz ( Lhcb1 ), para mejorar la absorción de longitudes de onda específicas, útil en regiones donde las plantas crecen con poca luz o en entornos controlados como los invernaderos.
- Optimización de la enzima RuBisCo, que es clave en el ciclo de Calvin, pero es ineficiente, ya que a menudo fija el oxígeno en lugar del dióxido de carbono, generando fotorrespiración, que se traduce en pérdida de eficiencia energética para la planta
- Regulación de los genes que controlan los estomas, dos de ellos: EPF1 y EPF2 (factores de patrón epidérmico), estos genes pueden modificarse para mejorar la eficiencia hídrica.
Potenciar fotosíntesis = eficiencia captura de carbono
El cambio climático representa uno de los desafíos más significativos de la actualidad, y el Instituto IGI (Innovative Genomics Institute) desarrolla enfoques biotecnológicos orientados a la captura biológica de carbono. Dichos enfoques incluyen la modificación genética de plantas y microorganismos con el propósito de incrementar su capacidad para fijar y almacenar carbono atmosférico.
Actualmente, los investigadores del IGI trabajan para entender cómo los genes asociados a proteínas clave de la fotosíntesis, pueden potenciar la eficiencia de captura de carbono y abrir nuevas perspectivas en el ámbito de la bioingeniería ambiental y la sostenibilidad agrícola de cultivos clave. La investigación de la edición de inició usando células vegetales aisladas de hojas de sorgo, donde se simularon los efectos de miles de mutaciones, mostrando dónde y cómo editar el ADN para aumentar los niveles de proteínas importantes de la fotosíntesis.
Incremento en la producción
La optimización de la fotosíntesis constituye un eje central de estas investigaciones, dado que este proceso es determinante para el secuestro de carbono en los tejidos vegetales. En sistemas agrícolas, la mejora de la eficiencia fotosintética no solo favorece la mitigación del cambio climático, sino que también puede incrementar el rendimiento en la producción de frutos y granos comestibles.
Dentro de las grandes conclusiones de la investigación se encontró que el mapeo de mutaciones cis -reguladoras a gran escala en el sorgo permite la modulación de la expresión génica, que pueden ser replicadas en estudios con otras especies como arroz. Así mismo, los datos también pueden utilizarse para evaluar y perfeccionar modelos de aprendizaje automático entrenados con genomas de cultivos.
Bibliografía