El cambio climático rompe los sistemas inmunológicos de las plantas. ¿Se pueden reiniciar?


Gran parte de este trabajo se ha realizado en la resistente arabidopsis, «la rata de laboratorio de plantas”, como Él lo cube. Hay algunas cosas que lo convierten en el sujeto de prueba perfecto. Una es que el genoma de la humilde hierba es bastante corto, parte de la razón por la que fue la primera planta en ser completamente secuenciada. Otra es la forma única en que se puede modificar su código. Para la mayoría de las plantas, el proceso es laborioso. El nuevo materials genético se introduce en una placa de Petri, transportado por bacterias que se deslizan en las células de la planta. Una vez que eso suceda, esas células modificadas deben cultivarse y convertirse en nuevas raíces y tallos. Pero arabidopsis ofrece un atajo. Los biólogos solo necesitan sumergir las flores de la planta en una solución llena de bacterias portadoras de genes y los mensajes se transmitirán directamente a las semillas, que simplemente se pueden plantar. En el campo meticulosamente lento de la botánica, eso va a la velocidad de la luz.

Aún así, tomó años descubrir qué hacían todos esos genes productores de SA en condiciones perfectas de invernadero. Solo entonces el equipo de He podría comenzar a manipular el entorno para probar qué es lo que sale mal. Su misión: encontrar un gen (o genes) que controlen cualquier paso que detuviera la producción de SA cuando se puso caliente. Se necesitaron 10 años para encontrar la respuesta. Modificaron gen tras gen, infectando las plantas y observando los efectos. Pero sin importar lo que hicieran, las plantas aún se marchitaban por la enfermedad. “No creerías cuántos experimentos fallidos tuvimos”, cube. Principales pistas, como identificación de laboratorio de otra persona de genes sensibles al calor que afectan la floración y el crecimiento, terminó en una decepción aplastante. Generaciones de estudiantes de posgrado mantuvieron el proyecto en marcha. “Mi trabajo consiste principalmente en ser su animadora”, cube.

Finalmente, el laboratorio encontró un ganador. El gen se llama CBP60g, y parecía actuar como un «interruptor maestro» para varios de los pasos necesarios para hacer SA. El proceso de tomar esas instrucciones genéticas y producir una proteína estaba siendo estimulado por un paso molecular intermedio. La clave estaba en evitarlo. Descubrieron que los investigadores podrían hacer eso mediante la introducción de un nuevo tramo de código, un «promotor» tomado de un virus, que obligaría a la planta a transcribir el CBP60g y restaurar la línea de montaje de SA. Hubo otro beneficio aparente: el cambio también pareció ayudar a restaurar los genes de resistencia a enfermedades menos conocidos que estaban siendo suprimidos por el calor.

Desde entonces, su equipo ha comenzado a probar las modificaciones genéticas en cultivos alimentarios como la colza, un primo cercano de la arabidopsis. Aparte de las similitudes genéticas, es una buena planta para trabajar, cube, porque crece en climas fríos donde es más possible que la planta se vea afectada por el aumento de las temperaturas. Hasta ahora, el equipo ha tenido éxito en volver a activar la respuesta inmune en el laboratorio, pero necesitan hacer pruebas de campo. Otros candidatos potenciales incluyen el trigo, la soja y las papas.

Dada la ubicuidad de la vía SA, no sorprende que la solución genética de He funcione ampliamente en muchas plantas, cube Marc Nishimura, un experto en inmunidad vegetal de la Universidad Estatal de Colorado que no participó en la investigación. Pero es solo una de las muchas vías inmunitarias sensibles al clima que los biólogos deben explorar. Y hay otras variables además de las olas de calor que afectarán la inmunidad de las plantas, señala, como el aumento de la humedad o un calor sostenido que dure toda la temporada de crecimiento. “Puede que no sea la solución perfecta para todas las plantas, pero te da una concept normal de lo que va mal y cómo puedes solucionarlo”, cube. Él considera que es una victoria usar la ciencia básica para descifrar los genes de las plantas.

Pero para que todo esto funcione, los consumidores deberán aceptar más cambios genéticos en sus alimentos. La alternativa, cube Nishimura, es más pérdida de cultivos y más pesticidas para prevenirla. “A medida que se acelera el cambio climático, estaremos bajo presión para aprender cosas en el laboratorio y llevarlas al campo más rápido”, cube. “No puedo ver cómo vamos a hacer esto sin una mayor aceptación de las plantas modificadas genéticamente”.