Ingeniería Genética: Transferencia de un gen a la planta de maíz

por para Ciencia Hoy el . Publicado en Número 1.

La posibilidad de aplicar técnicas de ingeniería genética a los cereales -principal fuente de alimentos de la humanidad-, para intentar transferirles propiedades de las cuales carecen, tales como resistencia a ciertas plagas y a enfermedades, representa una promisoria perspectiva para la producción agrícola mundial.

Hasta el momento, el empleo de los principios y de los métodos de esta disciplina había permitido solamente introducir genes foráneos en vegetales unicelulares como las levaduras, y también en plantas superiores de la clase de las dicotiledóneas, como el tabaco y la zanahoria. Pero los experimentos con monocotiledóneas, como el arroz y el maíz, no habían logrado infestar ejemplares de estas especies con Agrobacterium tumefaciens, una bacteria del suelo que provoca en muchas plantada enfermedad conocida como "agalla de corona" y que ha sido corrientemente utilizada para transferir genes a dicotiledóneas.

Ahora, un trabajo recientemente publicado por C.A. Rhodes y colaboradores,de la Sandoz Crop Protection Corporation (Palo Alto, California), documenta por primera vez la transferencia de un gen a células de maíz*.

Rhodes y su equipo lograron introducir en el maíz el gen que codifica para neornicina fosfotrasferasa lI (NPT II), es decir que da la información genética para la producción de esta sustancia en las células.

Esto no constituía un objetivo en sí mismo, sino que lo que se buscaba era superar las dificultades que hasta el momento impedían incorporar material genético foráneo en células de maíz y regenerar luego las plantas. Este gen, ahora exitosamente transferido, es considerado "marcador", ya que su presencia se manifiesta con la aplicación de un antibiótico, el sulfato de kanamicina, que inhibe el crecimiento de células que no lo poseen.

Hace poco tiempo, Rhodes, con otros colaboradores, había logrado regenerar plantas de maíz a partir de protoplastos o células peladas, es decir células a las que se había despojado de la pared celulósica que normalmente las reviste, sometiéndolas a la acción de ciertas enzimas que las digieren. Este proceso de pelado de las células resulta indispensable para que el ácido desoxirribonucleico (ADN) foráneo pueda penetrar en ellas. Los protoplastos fueron aislados de un cultivo en suspensión de células embrionarias de maíz. El cultivo de células fue iniciado en forma de callo, a partir de embriones inmaduros, 18 meses antes de realizarlos experimentos comunicados. Estos protoplastos fueron incubados con el plásmido pMP1 que contiene la región codificadora para NPT II y sometidos a un pulso eléctrico de alto voltaje.

Para regenerar las plantas de maíz, los protoplastos así tratados se cultivaron sobre filtros de Millipore (un tipo de filtro muy fino, capaz de detener el paso de bacterias y virus), sobre una suspensión de células de una variedad de maíz dulce que actuaron como "alimentadoras". Sin la presencia de estas últimas, a partir de los prótoplastos no se producirían los "callos", masas de tejido indiferenciado que, en un medio adecuado, son capaces de regenerar plantas de maíz.

A este cultivo de protoplastos con células alimentadoras se agregó el sulfato de kanamicina, que actuó como inhibidor del crecimiento de aquellas células que carecían del gen codificador de NPT lI. De la experiencia resultó que entre el uno y el cinco por ciento de las células incorporaron el gen foráneo. A partir de los callos que tenían esta característica, alcanzaron la madurez treinta y ocho plantas de maíz. Ninguna de ellas produjo polen, y la única que dio estigmas (las "barbas de choclo", parte del aparato sexual femenino por donde el polen traslada las gametas masculinas hasta el óvulo) no generó semillas cuando se la polinizó.

Los autores manifiestan que el valor de la experiencia radica en que, con los métodos aplicados, han logrado demostrar que los protoplastos de maíz pueden ser genéticamente transformados y cultivados hasta la producción de plantas maduras que contienen un gen artificialmente inserto. De este modo, se abre el camino hacia la experimentación mediante técnicas de ingeniería genética en busca de mejoras en los cereales.

* Science, vol 240, N° 4.849 (1988)

Alberto Soriano

Alberto Soriano

Facultad de Agronomía, Universidad de Buenos Aires