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Los tomates a la vanguardia de la revolución alimentaria
¿Puede la edición de genes ayudar a que las plantas comestibles se adapten al cambio climático en un mundo de temperaturas en alza y fenómenos meteorológicos extremos? BBC Future informa sobre una planta que, a simple vista, parecía un tomate común. Marta Zaraska analizó una variedad desarrollada en 2018 en la Universidad de Minnesota: hojas alargadas y pequeños frutos rojos caracterizaban a la especie silvestre de tomate originaria de Perú y Ecuador, conocida como Solanum pimpinellifolium o tomate «Red Currant». Este tomate era especial. Según Zaraska, esta planta tenía menos ramas pero producía más frutos, que además eran ligeramente más oscuros, una señal de mayor contenido de licopeno, un antioxidante relacionado con la reducción de riesgos de cáncer y enfermedades cardíacas. El tomate fue diseñado específicamente para desarrollar estas características.
La planta fue creada por el genetista Tomas Cermak y su equipo mediante la edición de genes con Crispr, una tecnología galardonada con el Premio Nobel, que actúa como una herramienta de «cortar y pegar» en el material genético. Esta técnica está revolucionando la agricultura y contribuye a crear cultivos para el futuro. La ambición de Cermak es desarrollar un tomate fácil de cultivar, nutritivo y sabroso, que además esté mejor adaptado a un clima cambiante. “La planta ideal sería resistente a todo tipo de estrés: calor, frío, salinidad y sequía, además de a las plagas”, explica.
Un clima adverso para los tomates
El cambio climático plantea problemas para muchos cultivos, y los tomates no son una excepción. Estos crecen mejor entre 18°C y 25°C. Un estudio de 2020 estimó que, para mediados de siglo, hasta el 66% de las tierras de cultivo en California, donde tradicionalmente se cultivaban tomates, podría superar esta temperatura óptima. Otras investigaciones indican que, para 2050, grandes extensiones de tierra en Brasil, África Subsahariana, India e Indonesia también podrían volverse inadecuadas para el cultivo de tomates.
Si bien el aumento de temperaturas promedio podría hacer que regiones previamente frías se vuelvan aptas para el cultivo de tomates, las condiciones extremas siguen siendo un problema. En 2019, en el norte de Italia, la temporada de cultivo estuvo marcada por granizadas, vientos fuertes, lluvias intensas, y temperaturas extremas tanto de frío como de calor, lo cual resultó en una cosecha deficiente y tomates de baja calidad.
La escasez de agua también lleva a los agricultores a usar agua de peor calidad para el riego, a menudo con contenido salino, lo que incrementa la salinidad del suelo y afecta a los tomates comerciales. Además, niveles más altos de ozono hacen que los tomates sean más susceptibles a enfermedades como la mancha bacteriana en las hojas.
Crispr al servicio de la agricultura
Además de ser uno de los cultivos favoritos de la humanidad, el tomate es una planta de cultivo modelo: de crecimiento rápido, fácil de criar y relativamente simple de manipular a nivel genético. “La investigación sobre los tomates recibe más fondos que otros cultivos, lo cual permite el desarrollo de recursos como secuencias genómicas, ingeniería genética y edición de genes”, dice Joyce Van Eck, genetista de plantas de la Universidad de Cornell. Esto hace que los tomates sean ideales para investigar nuevas tecnologías de edición genética, como Crispr, que en un futuro cercano podría producir muchas plantas adaptadas al clima.
Después de identificar genes que ayudan a la adaptación al clima, Crispr puede dirigirse a estos genes para eliminar algunos indeseables, ajustar otros o insertar nuevos. Usada en plantas desde 2013, Crispr permite a los investigadores modificar el genoma con gran precisión para obtener rasgos específicos, como tolerancia a la sal o resistencia a patógenos, e incluso se ha utilizado para crear plantas enanas que resisten mejor los vientos fuertes, otro efecto secundario del cambio climático. Investigadores como Cermak van aún más lejos, utilizando Crispr para domesticar especies silvestres “de novo” o desde cero, logrando en una sola generación lo que antes tomaba miles de años y con mucha mayor precisión.
La domesticación de Solanum pimpinellifolium «de novo» fue la manera en que Cermak y sus colegas en Minnesota crearon un tomate en 2018, obteniendo frutos más grandes que en su versión silvestre. Aún no era el tomate perfecto que el científico buscaba. “Añadiendo más genes, podríamos hacer que los frutos sean aún más grandes y abundantes, aumentar la cantidad de azúcar para mejorar el sabor, así como los antioxidantes, vitamina C y otros nutrientes”, afirma Cermak.
Una revolución verde en el plato
La domesticación «de novo» también podría fomentar el interés en los «cultivos huérfanos», plantas que se cultivan a pequeña escala pero que tienen gran potencial para contribuir a la seguridad alimentaria. La baya de kamchatka, una pariente silvestre del tomate, es una de estas plantas domesticadas recientemente con Crispr. En el futuro, esta técnica podría llevar a cultivos como el frijol caupí, el sorgo y el teff –cereales africanos– a una audiencia mundial. Crispr también se usa actualmente para mejorar diversos cultivos, desde bananas y uvas hasta arroz y pepinos.
Algunos científicos consideran que Crispr marca el comienzo de una segunda revolución verde, que ayudaría a alimentar a la creciente población mundial. No obstante, aún existen desafíos técnicos, como las regulaciones legales y la aceptación social. Las plantas modificadas con Crispr pueden estar «libres de transgénicos», es decir, no contienen ADN de otra especie, a diferencia de los cultivos transgénicos tradicionales.
Sin embargo, los estudios sobre la aceptación de productos alimenticios editados con Crispr arrojan resultados mixtos. En una encuesta en EE.UU., Canadá, Bélgica, Francia y Australia, los consumidores veían de manera similar los alimentos modificados con Crispr y los transgénicos. Pero en un estudio de 2020 en Canadá, los consumidores mostraron mayor disposición a aceptar los alimentos modificados con Crispr.
A menos calorías, más años, pero con matices: un estudio indaga en la compleja relación entre ayuno y longevidad
Un análisis realizado con un millar de ratones genéticamente diversos con distintos tipos de dietas de restricción calórica y ayuno intermitente muestra que los posibles beneficios de estas intervenciones son más complejos de lo que se pensaba
Consumir menos calorías puede llevar a vivir más años. La idea ha sido repetida con insistencia en los últimos tiempos, pero podría ser mucho más compleja de lo que se creía y la genética tendría un papel fundamental. Así lo explica un completo estudio realizado en casi 1.000 ratones genéticamente diversos que se publica este miércoles en la revista científica Nature. Aunque la restricción calórica demostró alargar la vida en todos los roedores, los efectos sobre su salud no siempre fueron iguales. Los datos aportan matices, detalles y nuevos conocimientos sobre la compleja relación entre restricción dietética y longevidad.
“La restricción de calorías empezó a demostrar extender la vida útil de los roedores en la década de 1930″, explica en conversación telefónica Gary Churchill, genetista del Jackson Laboratory (Maine, Estados Unidos) y autor principal del estudio junto al biólogo Andrea di Francesco. Desde entonces, la restricción calórica también ha demostrado prolongar la existencia de muchos otros seres, desde gusanos hasta macacos (aunque de forma modesta), y se ha convertido en el Santo Grial de la eterna juventud. Pero tras los grandes titulares aparecieron los matices. “A principios de la década de 2010, se empezó a ver que no todos los antecedentes genéticos se benefician igual de esta restricción”, continúa Churchill. Fue entonces cuando empezó a idear el estudio que ahora ve la luz.
El actual trabajo quería probar hasta qué punto la genética podía condicionar los resultados, así que sometió a 960 ratones hembra genéticamente diversos a cinco intervenciones diferentes. Unos tendrían una dieta normal; otros, una reducción de la ingesta calórica del 20%; y los últimos, de hasta el 40%. Hubo dos grupos de ratones que se sometieron a una dieta de ayuno intermitente, en la que los roedores estaban sin comer uno o dos días consecutivos por semana. A continuación, los autores recopilaron datos de unas 200 evaluaciones de rasgos inmunitarios, sanguíneos, metabólicos, funcionales y conductuales. Y los cruzaron.
Descubrieron así que “la restricción dietética aumentaba la esperanza de vida de los ratones en general”. Incluso en aquellos que se sometieron al plan más estricto de reducción de un 40% de su dieta normal, lo que sorprendió a los investigadores. “Es una restricción extrema. Pero no hubo ningún indicador de que algo fuera mal, aparte de que los ratones eran más pequeños de lo normal”. Los investigadores también constataron que los efectos de la restricción calórica en la esperanza de vida eran distintos no solo según el tipo de dieta seguida, sino según la edad, la ascendencia genética e incluso la resistencia del ratón a su nueva situación.
Ponerse a dieta y no adelgazar puede resultar frustrante para millones de humanos, pero en el caso de los ratones, este hecho demostró estar relacionado con un mayor incremento de la esperanza de vida. “Los animales que fueron capaces de mantener sus grasas corporales y sus niveles de glucosa altos, vivieron más. Y mi suposición aquí es que estos animales tienen una resiliencia intrínseca”, explica Churchill. “Estas intervenciones son estresantes y los animales que están perdiendo peso te están demostrando que responden negativamente a la dieta. En este sentido, las dietas simplemente revelan algo sobre la naturaleza del animal”, añade.
Otro caso en el que una mayor grasa parecía tener un efecto protector fue en los roedores de avanzada edad. Muchos mamíferos, cerca del final de su vida, empiezan a bajar de peso. A veces es la señal de que tienen alguna enfermedad, pero otras es un simple proceso de desgaste, da la sensación de que el anciano se esté consumiendo. Esto nos sucede a los humanos. “Y a los ratones”, señala el genetista, “unas semanas antes de morir empiezan a adelgazar. La capacidad de mantener la adiposidad más allá de lo normal, a una avanzada edad, es un indicador de que todavía están sanos”.
Solemos pensar, de forma intuitiva, que una dieta estricta puede aumentar la esperanza de vida, principalmente, por mejorar la salud cardiovascular. Pero es un proceso más complejo. En este estudio constataron como “la reducción de la grasa corporal y de los niveles de azúcar en sangre, no estaban necesariamente correlacionados con una mayor esperanza de vida”. Es decir, que no es que los ratones vivieran más por no tener problemas relacionados con el sobrepeso. Había algo más que se escapaba a los análisis. “Hay algunas buenas hipótesis al respecto”, reflexiona Churchill. “Por ejemplo, la limitación de calorías cambia el funcionamiento interno de una célula, aumenta el reciclaje celular y la autofagia”. Este término, que significa literalmente “comerse a sí mismo”, sirve para explicar el proceso por el que las células queman sus componentes innecesarios o dañados para producir energía. Esto serviría para limpiar nuestro cuerpo a nivel celular. Hay mucha literatura científica que sugiere que la autofagia podría alargar la esperanza de vida.
No es el caso de este análisis. “Podemos sospecharlo, pero no hicimos estudios a nivel molecular”, explica Churchill. El especialista es cauto a la hora de trasladar sus resultados con ratones al entorno médico. “De momento, los estudios que se han realizado en humanos sobre la restricción calórica y el ayuno intermitente se centran en los efectos metabólicos. Son cosas importantes, pero no creo que a corto plazo veamos que se demuestre que estas dietas extienden la esperanza de vida de las personas”, lamenta. Un metaanálisis de la literatura científica preexistente, publicado por la revista Science, destacaba en 2021 como, a pesar de la cantidad de estudios en animales, “no es posible saber si las dietas de restricción calórica afectan al envejecimiento biológico de las personas”.