Biotecnólogos del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Vegetal en Nueva Delhi, India, han desarrollado papas modificadas genéticamente que contienen un 60% más de proteínas que los tubérculos normales
El gen de la planta de cereal amaranto les ayudó en esto. Según los científicos, su desarrollo salvará no solo a los vegetarianos del hambre de proteínas.
Una parte significativa de la población de nuestro planeta (más de mil millones de personas) no tiene una nutrición adecuada y sufre más por deficiencia de proteínas. Como se ha demostrado repetidamente en experimentos con animales y en observaciones humanas, la falta de proteínas en la dieta provoca un retraso en el desarrollo físico y mental y puede provocar enfermedades graves. La desnutrición proteica a una edad temprana es especialmente peligrosa. El cuerpo humano, como otros animales, puede sintetizar solo 11 de los 21 aminoácidos necesarios para la síntesis de proteínas corporales. Los diez restantes son aminoácidos esenciales que una persona debe recibir de los alimentos.
La genética está tratando de aumentar el contenido de proteínas en los cultivos alimentarios de todo el mundo. Y para millones de personas, especialmente en los países en desarrollo, las patatas son la base de su dieta diaria. A pesar de todas sus ventajas, hay poca proteína en los tubérculos. Por lo tanto, muchos grupos científicos están creando papas ricas en proteínas.
Gen seleccionado de amaranto
Para aumentar el contenido de proteínas, los científicos probaron diferentes genes, pero no eran adecuados para un uso práctico. Los genetistas indios del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Vegetal obtuvieron y estudiaron papas transgénicas con un gen AmA1 insertado (albúmina de amaranto 1). Este gen se obtiene de la planta de grano amaranto, donde realiza una función importante: almacena proteínas en las semillas. La proteína AmA1 tiene un equilibrio de aminoácidos y ha sido aprobada por la OMS por su valor nutricional.
Los biólogos indios liderados por Asis Datta han obtenido papas transgénicas de siete variedades económicamente importantes con diferentes genotipos. Para hacer esto, se transfirió al genoma de la planta una construcción del gen AmA1 en combinación con el gen que lo activa. Las agrobacterias se han utilizado tradicionalmente para la transferencia.
Como mostró el experimento, las plantas de papa transgénicas no se diferenciaron en modo alguno de las comunes en cuanto a características morfológicas.
Aminoácidos esenciales añadidos a las patatas
Los científicos han descubierto que el gen se expresa en mayor medida en los tubérculos, en menor medida en el tallo y muy poco en las hojas. En los tubérculos, el gen del amaranto estimula el almacenamiento de proteínas. Se determinó por la cantidad de nitrógeno y por electroforesis. En diferentes cultivares transgénicos, el contenido de proteína aumentó en un 35-60% en comparación con los cultivares convencionales. Los autores del trabajo señalan que los intentos anteriores de aumentar el contenido de proteína en las papas dieron como resultado un aumento de no más del 35%.
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El análisis de aminoácidos mostró que los tubérculos transgénicos tienen un mayor contenido de varios aminoácidos esenciales: lisina, tirosina y aminoácidos que contienen azufre, que son escasos en las papas comunes. También aumentó el contenido de ácido aspártico, ácido glutámico, arginina, leucina e isoleucina. Todos estos cambios son causados por el aumento de la expresión del gen inflexible para las reservas de semillas.
Los biólogos observaron si el enriquecimiento proteico de las patatas iba acompañado de un aumento de la biomasa. Resultó ser así: el peso seco de las partes terrestres de las plantas transgénicas excedió el peso de las plantas de control en un 7-20%. Esto indica un aumento en la intensidad de la fotosíntesis. El experimento confirmó que la utilización de CO 2 por plantas transgénicas aumenta en un 27%. Los científicos sugieren que el siguiente mecanismo funciona aquí: el aumento de la síntesis de proteínas en las plantas transgénicas agota el suministro de aminoácidos libres y esto, a su vez, conduce a una mejor fotosíntesis. En experimentos de campo de dos años llevados a cabo en diferentes condiciones climáticas, los genetistas indios encontraron que el rendimiento de tubérculos de papa transgénicos es un 15-25% más alto de lo habitual.
Las patatas no dañaron a las ratas
Se probó la seguridad de la papa transgénica en ratas que la comieron durante tres meses. El análisis de sangre bioquímico resultó ser normal, así como el estado de funcionamiento de todos los sistemas del cuerpo. El sistema inmunológico también se comportó con calma, no se observaron signos de alergia en los animales. El análisis histológico post mortem de varios tejidos no mostró anomalías. Los científicos se han asegurado de que las enzimas del jugo gástrico digieran completamente la proteína AmA1.
Por tanto, se ha demostrado que el método para mejorar las patatas propuesto por científicos indios es eficaz y seguro. Los autores del artículo de PNAS creen que este gen puede usarse en otras culturas.
