Cuando yo period niño, en nuestro vecindario no había tiendas de comestibles. El único lugar para comprar frutas y verduras period el mercado de agricultores native. Mi mamá escogía los tomates más frescos y los salteaba con huevos en un plato sencillo que se convirtió en mi comida reconfortante.
Los tomates eran espantosos a la vista: pequeños, nudosos, descoloridos y nada que ver con los perfectamente regordetes y brillantes tomates bistec o Roma que eventualmente inundaron los supermercados. Pero estaban muy sabrosos, con una proporción perfecta de sabores agrios y dulces que estallaron en mi boca.
Hoy en día, cuando pido el mismo plato, mi mamá siempre cube: “Los tomates ya no saben igual”.
Ella no está sola. Mucha gente He notado que los productos actuales son acuosos, cerosos y carentes de sabor, a pesar de verse maduros y atractivos. Una razón es que fue criado de esa manera. Los cultivos actuales a menudo se seleccionan genéticamente para priorizar la apariencia, el tamaño, la vida útil y la transportabilidad. Pero estos beneficios pueden sacrificar el sabor, generalmente en forma de azúcar. Incluso el brócoli, conocido por su amargor, tiene variantes que acumulan azúcar dentro de sus tallos para darle un sabor ligeramente más dulce.
El problema es que las frutas de mayor tamaño suelen ser menos dulces, explican Sanwen Huang y sus colegas en Shenzhen, China. La clave es romper esa correlación. su equipo puede haber encontrado una manera que utiliza un cultivo mundialmente fashionable: el tomate, como ejemplo.
Al comparar tomates silvestres y domesticados, el equipo buscó un conjunto de genes que frenan la producción de azúcar. Inhibir esos genes usando CRISPR-Cas9la fashionable herramienta de edición genética, aumentó el contenido de azúcar de la fruta en un 30 por ciento (suficiente para que un panel de consumidores encontrara un aumento notable en el dulzor) sin sacrificar el tamaño ni el rendimiento.
Las semillas de las plantas editadas germinaron como de costumbre, lo que permitió que las ediciones pasaran a las siguientes generaciones.
El estudio no se trata sólo de satisfacer nuestro gusto por lo dulce. Los cultivos, no sólo los tomates, con mayor contenido de azúcar también contienen más calorías, que son necesarias para alcanzar las necesidades de una población mundial en crecimiento. El proceso de análisis establecido en el estudio está destinado a identificar otras compensaciones genéticas entre tamaño y nutrición, con el objetivo de diseñar rápidamente mejores cultivos.
El trabajo “representa un emocionante paso adelante… para la mejora de cultivos en todo el mundo”. escribió Amy Lanctot y Patrick Shih de la Universidad de California, Berkeley, que no participaron en el estudio.
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Durante eones, la humanidad ha cultivado cultivos para mejorar aspectos deseables: por ejemplo, mejores rendimientos, mayor nutrición o apariencia.
Los tomates son un ejemplo perfecto. La fruta “es el cultivo vegetal más valioso en todo el mundo y realiza importantes contribuciones nutricionales y de salud basic a la dieta humana”, escribió el equipo. Sus versiones salvajes varían en tamaño. de desde cerezas hasta guisantes, mucho más pequeños que la mayoría de las variantes actuales que se encuentran en las tiendas de comestibles. El sabor proviene de dos tipos de azúcares empaquetados en sus partes sólidas.
Después de miles de años de domesticación, los azúcares siguen siendo el ingrediente clave para que los tomates tengan mejor sabor. Pero en las últimas décadas, los obtentores priorizaron principalmente el aumento del tamaño de la fruta. El resultado son tomates que se cortan fácilmente para preparar sándwiches, se trituran para enlatar o se procesan posteriormente para obtener salsas o pastas. En comparación con sus ancestros silvestres, los tomates cultivados hoy en día son aproximadamente entre 10 y 100 veces más grandes, lo que los hace mucho más económicos.
Pero estas mejoras tienen un costo. Múltiple estudios He descubierto que a medida que aumenta el tamaño, los niveles de azúcar y el sabor disminuyen. También se ha observado una tendencia comparable en otras frutas de gran cultivo.
Desde entonces, los científicos han intentado desentrañar el funcionamiento interno del tomate (especialmente los genes que producen azúcar) para restaurar su sabor y valor nutritivo. un estudio en 2017 combinó el análisis genómico de casi 400 variedades de tomates con los resultados de un panel de sabor humano para identificar una gran cantidad de sustancias químicas metabólicas que hacían que la fruta tuviera mejor sabor. Un año después, el equipo de Huang, que dirigió el nuevo estudio, analizó la composición genética y función celular de cientos de tipos de tomate. La domesticación se asoció con varios cambios importantes en el genoma de la planta, pero el equipo no sabía cómo cada mutación genética alteraba el metabolismo de la fruta.
Es difícil vincular un gen con un rasgo. Nuestros genes, como cadenas de ADN, están estrechamente enrollados en cromosomas en su mayoría en forma de X. Como ovillos de hilo trenzado, estas estructuras tridimensionales acercan genes normalmente separados en una hebra lineal. Esto significa que los genes cercanos o “vinculados” a menudo se activan o desactivan juntos.
“El vínculo genético hace que sea difícil alterar un gen sin afectar al otro”, escribieron Lanctot y Shih.
Evolución rápida
El nuevo estudio utilizó dos tecnologías para superar el problema.
El primero fue la secuenciación genética más barata. Al analizar las variaciones genéticas entre los tomates domesticados y los silvestres, el equipo identificó seis genes del tomate probablemente responsables del dulzor de la fruta.
Un gen les llamó especialmente la atención. Se desactivó en las especies de tomate más dulces, lo que frenó la capacidad de las plantas para acumular azúcar. Utilizando la herramienta de edición de genes CRISPR-Cas9, el equipo mutó el gen para que ya no pudiera funcionar y cultivó las especies editadas (junto con las normales) en las mismas condiciones en un jardín.
El punto very best
Aproximadamente 100 voluntarios probaron los tomates normales y editados en una prueba a ciegas. Los tomates CRISPRed ganaron de manera aplastante por su dulzura percibida.
El estudio no se trata sólo de un mejor tomate. “Esta investigación demuestra el valor oculto en los genomas de las variedades de especies de cultivos y sus parientes silvestres”, escribieron Lanctot y Shih.
La domesticación, si bien aumenta el rendimiento o el tamaño de una fruta, a menudo disminuye la diversidad genética de una especie porque los cultivos seleccionados eventualmente contienen prácticamente el mismo modelo genético. Algunos cultivos, como los plátanos, no pueden reproducirse por sí solos y son extremadamente vulnerables a los hongos. El análisis de genes relacionados con estos rasgos podría ayudar a formar una estrategia de defensa.
Dejando a un lado la conservación y el sabor, los científicos también han intentado dotar a los cultivos de rasgos más exóticos. En 2021, Sanatech Seed, una empresa con sede en Japón, tomates modificados utilizando CRISPR-Cas9 para aumentar la cantidad de una sustancia química que amortigua la transmisión neuronal. Según la empresa, los tomates pueden reducir la presión arterial y ayudar a las personas a relajarse. La fruta ya está en el mercado tras la aprobación regulatoria en Japón.
Los estudios que vinculan directamente un gen con un rasgo en las plantas siguen siendo extremadamente raros. Gracias a tecnologías de secuenciación de ADN más baratas y rápidas y a herramientas CRISPR cada vez más precisas, cada vez es más fácil probar estas conexiones.
“Cuanto más comprendan los investigadores las vías genéticas que subyacen a estas compensaciones, más podrán aprovechar las herramientas modernas de edición del genoma para intentar desentrañarlas y potenciar rasgos agrícolas cruciales”, escribieron Lanctot y Shih.
Crédito de la imagen: Thomas Martinsen en desempaquetar
