CRISPR, el futuro de la biotecnología agrícola

, , 1 Comment

CRISPR, tan solo seis letras han sido suficiente para que Monsanto y DowDuPont se replanteen el futuro de la biotecnología agrícola.  En un futuro, en el que vamos a habitar un mundo superpoblado, y sin posibilidad de alimentar a todo el mundo con las técnicas de cultivo actuales, el CRISPR aparece como solución para conseguir plantas más productivas y resistentes. ¿Cómo lo hace?

Vamos a verlo wink

Tecnología CRISPR-Cas9

El mundo, según datos de la FAO, se encamina hacia una superpoblación de 9.300 millones de personas en 2050. Un dato que nos arroja un objetivo casi inalcanzable: dar de comer a todas las personas que habitan este frágil mundo azul. Para poner cifras, la agricultura global debería producir hasta un 40% más de cereal para asegurar la seguridad alimentaria mundial.

Y junto a ese objetivo global (que comparte toda la sociedad y la cadena agroalimentaria de principio a fin) aparecen otros retos que nos impone un escenario climático cambiante: debemos producir más, consumiendo menos recursos y preservando el medio ambiente.

Como si de una balanza se tratara, tenemos a un lado aumentar la producción y a otro el hacerlo de forma sostenible. Si aumentamos el peso de la producción y descuidamos el entorno, la tierra no llegará al año 2050 (y no tendremos que preocuparnos de dar de comer a nadie). Si apostamos por la sostenibilidad por encima de la producción, sumaremos otros tantos millones de hambrientos a esos 800 millones de personas que no tienen nada que llevarse a la boca.

¿La solución? Ser eficientes ¿Y cómo se es eficiente? Innovando.

Si, amigos. La innovación es la clave. Y mientras tu lees estas líneas, hay multitud de científicos, centros tecnológicos, Startups,… que están llevando a cabo el desarrollo de las tecnologías que permitirán a los agricultores y ganaderos producir la cantidad necesaria de alimentos para nutrir al mundo.

Estas innovaciones ya las estamos comenzando a ver: drones que sobrevuelan los cultivos, robótica que permite una ahorro de insumos, big data que analiza millones de datos para prever el futuro,… Y en los últimos años ha aparecido una nueva técnica que promete revolucionar al “ogro” del sector agrario, la biotecnología.

La biotecnología es una posible solución para obtener cultivos más productivos y resistentes (tanto a plagas como a las nuevas condiciones climáticas). Sin embargo, los cultivos que se obtienen con estas tecnologías, los famosos OGM (organismos genéticamente modificados), tienen otra lucha lejos de la tierra (concretamente en los despachos de la UE).

Esas luchas entre lobbies, la falta de acuerdo entre científicos de todo el mundo, etc., hacen que cada vez que se intenta autorizar una variedad OGM para uso en la agricultura, el camino que se debe recorrer es largo. Y si de algo no disponemos es de tiempo: pronto llegaremos al 2020, y lo que no se ha hecho en 100 años, lo deberemos hacer en 30…

Tic, Tac, Tic, Tac,…

Y de repente… CRISPR/CAS9

CRISPR/Cas9, de forma resumida, es una nueva herramienta molecular que permite editar o corregir el genoma de cualquier célula, de forma precisa, económica y sin introducir genes extraños al genoma editado (¿El fin de los OGM y las luchas en torno a ellos?).

Su historia bien valdría para que Netflix lanzará una serie de unas cuantas temporadas, con guerras de patentes de por medio. Sin embargo, el blog Futurizable lo explica a la perfección en su artículo “Qué es el CRISPR y por qué es importante para nuestro futuro”, por lo que no me detendré aquí.

Solo puntualizar que: en 1987 comenzaron las investigaciones alrededor de la posibilidad de aplicación de esta técnica, el investigador español Francisco J.M. Mójica le puso su nombre y las científicas Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna aplicaron la técnica por primera vez para editar genes en bacterias, lo que las ha llevado a ganar el Premio Princesa de Asturias a la Investigación en 2015 y llevan sonando para el Nobel desde entonces.

Estamos ante una nueva tecnología que cambiará el mundo. Y qué decir de la agricultura y ganadería.

¿Por qué CRISPR/Cas9?

CRISPR son las siglas de “clustered regularly interspaced short palindromic repeats”, o en español repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas, que hace referencia a segmentos de ADN con repeticiones cortas de secuencias de bases nitrogenadas.

Cas9 es una enzima catalizadora de ADN de ARN Guía que asociada al sistema CRISPR, le proporciona la precisión que caracteriza y aventaja a esta técnica de edición de genes frente a la biotecnología tradicional.

¿Cómo funciona el Sistema CRISPR/Cas9?

Muchos científicos describen esta técnica como un “bisturí molecular”, por su precisión de corte y rapidez. Y es que el funcionamiento del CRISPR/Cas9 se puede explicar en 4 pasos (de forma muy resumida), y con ello entender su precisión, rapidez y economía:

  1. La guía de ARN se fija al fragmento de ácido nucléico. Esta unión es única debido a la complementariedad específica de las bases nitrogenadas que presenta el complejo CRISPR/cas9 con la región de ADN que se quiera editar.
  2. La enzima Cas9 comienza a trabajar, y realiza un corte en el ADN. Un corte preciso que únicamente elimina la región de ADN que se quiere editar.
  3. Una vez realizado el corte, se deja a la naturaleza hacer su trabajo: la célula detecta el daño, y comienza a repararla.
  4. Dicha reparación no es perfecta: se pierden letras de ADN debido a que la maquinaria celular de reparación de ADN lee las secuencias de tres en tres letras. Esto provoca una alteración de todo el texto, provocando un desplazamiento del marco de lectura. Consecuencia de este “error” de lectura: inactivación del gen.

Si quieres conocer el proceso en detalle, no te pierdas el video del MIT a continuación:

¿Qué ventajas presenta el CRISPR/Cas9?

  • Rapidez ➡️ reduce hasta 2 meses ka creación de nuevas semillas con características mejoradas.
  • Barata ➡️ se pasa de invertir millones de € en el desarrollo de nuevas semillas, a solamente invertir miles de € (coste de la patente, coste del equipo, etc.)
  • Precisión ➡️ como se ha descrito, la molécula CRISPR/Cas9 solo tiene un punto de unión con el ADN por la complementariedad de bases nitrogenadas. Por tanto, solo corta por el gen que tiene que desactivar.
  • Fácil aplicación y editable ➡️ con un equipo barato y un experto en biotecnología se puede editar la tecnología para que corte por un sitio u otro, y para aplicar ese corte.
  • Sin trasgénesis ➡️ se trabajan con genes de la misma planta, eliminando la necesidad de genes externos. Las plantas así obtenidas son cisgénicas (solo se silencian genes).
  • Menos trabas regulatorias ➡️ organismos como el USDA no considera a las plantas conseguidas por esta técnica como transgénicas, o no ven necesidad de regulación especial para ellas. Incluso la EFSA propone establecer una regulación menos estricta para la tecnología CRISPR/Cas9
  • Rápida evolución de la técnica ➡️ esta tecnología la están desarrollando ahora mismo PYMEs biotecnológicas, por lo que las grandes corporaciones no pueden hacerse con el derecho exclusivo del uso. Con esto se consigue mayor libertad para que otras PYMEs puedan desarrollar aplicaciones.

¿Inconvenientes del CRISPR/Cas9?

  • Los organismos “mutados” (transgénicos o con genes editados), siguen teniendo mala prensa. Aunque esta “mutación” sea a través de técnicas más “naturales”.
  • ¿Están los consumidores preparados o abiertos a incorporar a sus dietas estos organismos? ¿Serán los consumidores capaces de diferenciar entre transgénico y cisgénico? El tiempo lo dirá… (y una buena comunicación científica).
  • Los lobbies anti-trasgénicos europeos pueden movilizares contra esta técnica, y promover una regulación mucho más estricta.
  • Jennifer Doudna, una de las creadoras del sistema CRISPR/Cas9, pidió a finales de 2016 una pausa en el uso de la tecnología con el fin de pensar en sus implicaciones (sobre todo al utilizarla sobre humanos en la búsqueda del “humano perfecto”).
  • Es precisa, sí. Pero no al 100%. Ya que pueden surgir mutaciones no deseadas en la fase de reparación de ADN.

La tecnología CRISPR/Cas9 en la agricultura y ganadería

Una tecnología como el CRISPR no ha pasado por alto para la comunidad científica agrícola (ni para las grandes corporaciones), que se han lanzado a pensar usos para mejorar la producción agrícola y ganadera a lo largo de todo el mundo.

champiñones editados con crispr

Así, esta nueva tecnología, comenzó a usarse en el sector micológico, consiguiendo champiñones que no se pardean por la oxidación una vez cortados (y ya legalizado en EE.UU.). En esta línea de trabajo, proporcionar productos agrícolas más longevos y seguros, la empresa Cellectis está desarrollando una patata que dura más y que no produzca tanta acrilamida al freírse. Y esto solo silenciando un único gen. Incluso se está planteando en producir cacahuetes hipoalergénicos

Y no solo se están implementando mejoras orientadas a los consumidores. El agricultor también puede verse beneficiado en los próximos años con trigos resistentes al oidio, cultivos con mayor productividad y crecimiento más rápido (aumentando la eficiencia de la fotosíntesis) o desactivar los genes de los psílidos para que no puedan adquirir o transmitir el HLB en los cítricos.

Incluso investigadores de la Universidad de Copenhague plantean utilizar la tecnología CRISPR/Cas9 para acelerar la domesticación de aquellas plantas con gran interés nutritivo pero que no presentan buenas cualidades de producción.

Y la ganadería no iba a ser menos. Así, la Universidad de Edinburgo estudia aplicar el CRISPR/Cas9 para obtener cerdos resistentes al virus PRRS, que causa pérdidas millonarias a la industria porcina cada año. También los científicos chinos se han lanzado a investigar con esta técnica, y han conseguido desarrollar vacas resistentes a la tuberculosis.

Como decíamos al comienzo del artículo, las corporaciones biotecnológicas por excelencia (Monsanto y DowDupont) ya se han fijado en esta técnica cuya patente se ha valorado en 50.000 millones de €. Incluso DuPont, que ha invertido Caribou, una de las primeras Startups que han utilizado esta técnica en agricultura, ha afirmado que los cultivos modificados con CRISPR/Cas9 llegarán al mercado en 5 años (ahora mismo se encuentran desarrollando una variedad de maíz resistente a sequías y una soja más productiva). Monsanto, no quiere perder la carrera, y también se ha hecho con los derechos de la patente

Como veis, estamos ante una tecnología que va a despertar odio y pasiones. Que va a desatar una guerra por los derechos de uso de la patente. Pero sobre todo, el CRISPR/Cas9 ha cambiado la forma en la que vemos el futuro de la biotecnología agrícola.

Otros artículos consultados:

 

One Response

Leave a Reply