Dirigidos por el profesor Chen Xiaoya y la profesora Gao Caixia, el equipo utilizó la edición génica dirigida para modificar cinco aminoácidos de la enzima Coq1 del arroz. Esta modificación permitió crear variedades de arroz capaces de sintetizar CoQ10, una molécula crucial para la protección cardíaca y que funciona como un antioxidante liposoluble.
La CoQ10 juega un papel clave en la cadena de transporte de electrones mitocondrial. Mientras que los humanos sintetizan naturalmente CoQ10, los cereales como el arroz producen principalmente CoQ9, que contiene una unidad de isopreno menos. Esta diferencia motivó a los investigadores a explorar formas de aumentar el contenido de CoQ10 en alimentos de origen vegetal.
Gracias a colecciones de plantas variadas, los investigadores analizaron más de 1,000 especies de plantas terrestres. Descubrieron que la CoQ10 es un rasgo ancestral de las plantas con flores, pero que algunas familias de plantas, como las gramíneas, producen principalmente CoQ9. El uso de aprendizaje automático permitió identificar cinco sitios de aminoácidos determinantes para la longitud de la cadena.
Después de la edición génica, las plantas de arroz sintetizaron principalmente CoQ10, con una producción de hasta 5 µg por grano de arroz. Este éxito demuestra la eficacia y seguridad de la edición génica para la mejora de cultivos.
El desarrollo de arroz que produce CoQ10 abre nuevas perspectivas para enriquecer la dieta con esta molécula esencial. Este estudio también ilustra cómo los datos masivos y la inteligencia artificial pueden utilizarse para la mejora genética de cultivos.
Esta innovación podría tener un impacto significativo en la salud pública al ofrecer una fuente alimentaria asequible y sostenible de CoQ10. Representa un paso importante en el uso de tecnologías de vanguardia para abordar los desafíos nutricionales globales.
¿Qué es la coenzima Q10 (CoQ10)?
La coenzima Q10, o CoQ10, es una molécula presente en todas las células del cuerpo humano. Juega un papel crucial en la producción de energía dentro de las mitocondrias, las centrales energéticas de las células.
Además de su papel en la cadena de transporte de electrones, la CoQ10 actúa como un potente antioxidante. Protege a las células contra el daño oxidativo, que puede conducir a diversas enfermedades, incluidas las enfermedades cardíacas.
La CoQ10 es sintetizada naturalmente por el cuerpo humano, pero su producción disminuye con la edad. Por eso, los suplementos de CoQ10 a menudo se recomiendan para personas mayores o aquellas que padecen ciertas enfermedades.
Las fuentes alimentarias de CoQ10 incluyen carne, pescado y nueces. Sin embargo, la cantidad de CoQ10 en estos alimentos es relativamente baja, de ahí el interés en desarrollar alimentos enriquecidos con CoQ10, como el arroz genéticamente modificado.
¿Cómo funciona la edición génica en plantas?
La edición génica es una tecnología que permite modificar con precisión el genoma de un organismo. Utiliza herramientas como CRISPR-Cas9 para cortar el ADN en lugares específicos, permitiendo así agregar, eliminar o modificar genes.
En el caso del arroz que produce CoQ10, los investigadores utilizaron la edición génica para modificar cinco aminoácidos de la enzima Coq1. Esta modificación permitió que el arroz sintetizara CoQ10 en lugar de CoQ9.
La edición génica ofrece varias ventajas sobre los métodos tradicionales de selección vegetal. Es más precisa, más rápida y puede usarse para introducir rasgos específicos sin afectar otras características de la planta.
Esta tecnología tiene el potencial de revolucionar la agricultura al permitir el desarrollo de cultivos más nutritivos, resistentes a enfermedades y adaptados a los cambios climáticos.