Un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas ha desarrollado un innovador método para silenciar genes en plantas, mejorando así el rendimiento de los cultivos. Esta técnica utiliza secuencias de ARN ultracortas transportadas por virus modificados genéticamente, lo que permite personalizar rasgos en las plantas de manera eficiente. Publicado en la revista Plant Biotechnology Journal, el enfoque, denominado inserciones de ARN corto transportadas por virus (vsRNAi), promete revolucionar la biotecnología vegetal al facilitar la adaptación de cultivos a condiciones cambiantes y mejorar su resistencia a enfermedades. Los resultados muestran que esta metodología no solo es más simple y económica, sino que también evita modificaciones permanentes en el genoma de las plantas, abriendo nuevas posibilidades para la agricultura sostenible y la mejora genética.
Un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), vinculado al Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, ha alcanzado un notable avance en el ámbito de la biotecnología vegetal. Este grupo ha desarrollado un innovador método que permite silenciar genes en plantas, utilizando secuencias de ácido ribonucleico (ARN) ultracortas transportadas por virus modificados genéticamente. Esta técnica promete personalizar los rasgos de las plantas y abre nuevas oportunidades para la mejora de cultivos, la genómica funcional y la agricultura sostenible.
La tecnología empleada se basa en vectores virales, que han sido alterados para eliminar el material genético responsable de enfermedades, transformándose así en vehículos capaces de introducir secuencias específicas de ARN en organismos vegetales. Este enfoque ya ha demostrado su eficacia en condiciones experimentales, permitiendo inducir la floración, acelerar el desarrollo de variedades mejoradas, modificar la arquitectura de las plantas para facilitar su mecanización y aumentar la tolerancia a la sequía, entre otras aplicaciones.
El método creado por el CSIC, en colaboración con el Instituto Universitario de Investigación de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana (COMAV) y el Departamento de Aplicaciones e Innovación en Supercomputación (Cineca) italiano, optimiza las plataformas tecnológicas para acelerar tanto el desarrollo como la validación de aplicaciones agrícolas basadas en vectores virales. Según Fabio Pasin, investigador Ramón y Cajal en el Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC) y director del estudio, “hemos implementado enfoques de biología sintética compatibles con la futura producción a escala industrial”.
La nueva técnica, conocida como inserciones de ARN corto transportadas por virus (vsRNAi), representa un avance significativo en el uso de vectores virales para mejorar las características agronómicas. A través del uso de un virus vegetal benigno, se introducen moléculas cortas de ARN en las plantas que desencadenan un proceso denominado interferencia del ARN (RNAi). Este mecanismo apaga genes específicos, evitando que la información genética se traduzca en proteínas. Se trata así de un enfoque innovador que mejora notablemente la eficacia del silenciamiento génico.
Los investigadores han utilizado una combinación de genómica comparativa y transcriptómica para diseñar vsRNAi dirigidos a genes específicos en plantas. Han demostrado que inserciones formadas por 24 nucleótidos pueden silenciar eficazmente genes vegetales. Este avance es significativo dado que las técnicas tradicionales suelen requerir secuencias mucho más largas, alrededor de 300 nucleótidos. “Esta innovación reduce drásticamente el tamaño y complejidad de los constructos tradicionales”, señala Pasin.
En sus experimentos, el equipo se centró en el gen CHLI, crucial para la biosíntesis de clorofila. Diseñaron vectores virales que transportaron inserciones entre 20 y 32 nucleótidos a una planta modelo. Los resultados mostraron un amarillamiento visible en las hojas y una reducción significativa en los niveles de clorofila, confirmando un robusto silenciamiento génico. La secuenciación reveló que este enfoque genera ARN pequeños correlacionados con una regulación negativa eficaz.
Este nuevo enfoque fue aplicado también a Nicotiana benthamiana, demostrando su capacidad para inducir cambios fenotípicos deseados en cultivos pertenecientes a la familia botánica Solanaceae. Esta familia incluye hortalizas esenciales como la patata. En particular, se aplicó esta técnica a cultivos como el tomate y berenjena escarlata (Solanum aethiopicum), una especie infrautilizada con gran potencial agrícola.
Las ventajas del nuevo método son evidentes: simplicidad, especificidad y costo reducido sin generar modificaciones permanentes en los genomas vegetales. “Estamos entusiasmados con sus posibles aplicaciones”, concluye Pasin. “Creemos que puede revolucionar tanto la investigación básica como la agricultura al permitir ajustes precisos en los rasgos cultivables y controlar selectivamente plagas y enfermedades”.
Los hallazgos presentan implicaciones significativas para mejorar el rendimiento agrícola, resistencia a enfermedades y contenido nutricional mediante alteraciones transitorias en los rasgos cultivables. Además, su portabilidad entre especies resalta su potencial para avanzar hacia una genómica funcional eficiente.
CSIC Comunicación
| Cifra | Descripción |
|---|---|
| 20 - 32 | Longitud de las secuencias de ARN utilizadas |
| 24 | Longitud de las secuencias ultracortas que provocan el silenciamiento |
| 21 - 22 | Longitud de los ARN pequeños producidos |
| 6 agosto 2025 | Fecha de publicación del estudio |
El nuevo método desarrollado por un equipo de investigadores del CSIC utiliza secuencias de ácido ribonucleico (ARN) ultracortas transportadas por virus modificados genéticamente para silenciar genes en plantas, lo que permite personalizar los rasgos de las mismas y mejorar su rendimiento.
La técnica puede utilizarse para inducir la floración, acelerar el desarrollo de variedades mejoradas, modificar la arquitectura de las plantas, mejorar la tolerancia a la sequía y producir metabolitos beneficiosos para la salud humana.
Entre las ventajas destacan su simplicidad, especificidad y economía, así como la ausencia de modificaciones estables en los genomas de las plantas. Esto permite una alteración temporal de los rasgos sin afectar permanentemente el material genético.
Se ha probado en cultivos de la familia Solanaceae, incluyendo tomate y berenjena escarlata, mostrando eficacia en la producción de cambios fenotípicos deseados.
El método tiene implicaciones significativas para mejorar el rendimiento agrícola, aumentar la resistencia a enfermedades y enriquecer el contenido nutricional de los cultivos. También podría facilitar la investigación en plantas no modelo con recursos limitados.