Las nanopartículas entregan material genético a través de las raíces para una mejora rápida de los cultivos

Investigadores de la Universidad de Queensland [UQ] han introducido material genético en plantas a través de sus raíces, abriendo una vía potencial para la mejora de los cultivos. La investigación se publica en Nature Plants. El profesor Bernard Carroll, de la Escuela de Química y Biociencias Moleculares de la UQ, afirmó que la tecnología de nanopartículas podría ayudar a afinar los genes de las plantas para aumentar el rendimiento de los cultivos y mejorar la calidad de los alimentos. "El fitomejoramiento tradicional y la modificación genética tardan muchas generaciones en producir una nueva variedad de cultivo, lo que requiere mucho tiempo y es costoso", dijo el profesor Carroll. "Hemos logrado que las raíces de las plantas absorban una nanopartícula benigna que fue desarrollada por el grupo del profesor Gordon Xu en la UQ para la administración de vacunas y tratamientos contra el cáncer en animales". "Las paredes celulares de las plantas son rígidas y similares a la madera, mucho más resistentes que las células humanas o animales, por lo que recubrimos la nanopartícula con una proteína que afloja suavemente la pared celular de la planta". "El recubrimiento de proteína ayudó a la nanopartícula a atravesar las paredes celulares para entregar una carga de ARNm sintético en las plantas por primera vez". Los ARNm [ácidos ribonucleicos mensajeros] son moléculas mensajeras naturales que contienen instrucciones genéticas para construir y mejorar todas las formas de vida. El equipo de investigación utilizó las nanopartículas para entregar ARNm sintético que produce una proteína fluorescente verde en múltiples especies de plantas, incluida Arabidopsis [un miembro en miniatura de la familia de la canola y el repollo que se utiliza ampliamente en la investigación genética]. "Fue sorprendente que, en lugar de entregar toda su carga en la primera célula en la que entró, la nanopartícula viajó con el agua a través de la planta distribuyendo el ARNm a medida que avanzaba", dijo el profesor Carroll. "Esto es emocionante porque, con una mayor mejora, la tecnología podría utilizarse potencialmente en el futuro para producir nuevas variedades de cultivos más rápidamente". "Con más investigación, podríamos abordar un problema con un cultivo como el sabor o la calidad y tener una nueva variedad sin la necesidad de una década de cruces o modificaciones genéticas". "De forma similar a como una vacuna de ARNm produce una proteína para estimular el sistema inmunitario y luego se degrada, el ARNm que entregamos en las plantas se expresa de forma transitoria y luego desaparece". La técnica de nanopartículas ha sido patentada por la empresa de comercialización de la UQ, UniQuest, que ahora busca socios para seguir desarrollando la tecnología. El equipo de investigación incluyó al profesor Zhi Pin (Gordon) Xu y al Dr. Jiaxi Yong en el Instituto Australiano de Bioingeniería y Nanotecnología de la UQ y la Alianza de Queensland para la Agricultura y la Innovación.