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Targeted gene integration in plants: vectors, mechanisms and applications for protein production

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Preparación de cultivos con fines terapéuticos

Gracias a una iniciativa financiada con fondos europeos se han ampliado los conocimientos sobre los mecanismos que rigen la recombinación del ADN. Los resultados obtenidos poseen relevancia de cara a obtener plantas modificadas genéticamente que produzcan proteínas con propiedades terapéuticas.

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Los cultivos modificados genéticamente, o transgénicos, han sido alterados con el propósito de mejorar determinadas características, por ejemplo la resistencia a herbicidas o el contenido nutricional. La integración de ADN por medio de recombinación homóloga (gene targeting) es el principal proceso para modificar las plantas y consiste en introducir genes en un punto concreto de un genoma. Se trata de una herramienta muy potente para la ingeniería genética e implica la desactivación, modificación o sustitución de un gen determinado. La recombinación homóloga en plantas es una técnica novedosa que está cobrando popularidad para la producción de proteínas con propiedades terapéuticas. Sin embargo, los métodos actuales de inserción y expresión de genes carecen de precisión suficiente y ocasionan la pérdida del gen introducido o la reducción gradual de su expresión. La optimización de estas tecnologías reviste suma importancia, sobre todo cuando se precisan niveles elevados de expresión, como es el caso en la producción de proteínas terapéuticas. El proyecto TAGIP («Integración dirigida de genes en plantas: vectores, mecanismos y aplicaciones para la producción de proteínas») se dedicó al desarrollo de formas eficientes de integración dirigida de ADN y expresión génica en plantas. La integración aleatoria de genes provoca en muchos casos su silenciamiento. Para remediar esta deficiencia, los integrantes del proyecto emplearon la tecnología de las nucleasas de dedos de cinc, con la que se introducen roturas de doble cadena (DSB) del ADN en el genoma de trabajo. Además utilizaron la enzima I-SceI para introducir genes de manera eficiente en el genoma de la planta modelo Arabidopsis. De este modo pudieron estudiar los mecanismos de la recombinación de ADN, la reparación de ADN y la recombinación homóloga en plantas. Asimismo, prepararon un sistema para lograr una expresión génica específica y controlada utilizando genes que afectan a la estructura de la cromatina del ADN. Los resultados de este proyecto contribuyen considerablemente a obtener una comprensión básica de los mecanismos que rigen la recombinación, reparación y metilación de ADN en plantas. Gracias a estos adelantos en la tecnología de recombinación homóloga, la biotecnología vegetal se erigirá en una alternativa a los fármacos convencionales.

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