Ingeniería genética del arroz dorado, el transgénico contra la carencia de vitamina A
Los organismos genéticamente modificados -OGM- forman parte de las propuestas y respuestas que la ciencia está creando ante los problemas de aumento de la población, desnutrición, pobreza o falta de recursos. Este tipo de organismos que ya han demostrado una y otra vez su seguridad y la mejora que suponen a un sistema industrial y agrícola anclado en los avances científicos de hace 40 años. Poco a poco son muchas las barreras que se derrumban respecto a su uso. Recientemente hemos hablado en Laguia2000 del salmón transgénico que está siendo comercializado en el norte de América. Otros eventos transgénicos han sido aprobados, como la soja transgénica, el maíz Bt, o la cerca de una docena de cultivos. La mayoría de ellos aprobados para resistir mejor a las plagas -como la papaya-. Sin embargo, el proyecto del arroz dorado o golden rice tiene unos objetivos directos mucho más humanitarios. La teoría tras el arroz dorado es que el endospermo del arroz sintetice vitamina A, de la que carece en gran medida el arroz convencional. De esta manera la gran parte de la población mundial que basa su alimentación en el arroz -y que muchas veces lo tienen como fuente principal de nutrientes- adquieran la vitamina A en su dieta, ya de por sí pobre. Por otra parte, las modificaciones genéticas del arroz dorado han liberado sus patentes para que todo aquel que quiera pueda conseguirlo a un precio razonable. La idea está pensada principalmente para agricultores de subsistencia y no para grandes granjas industrializadas. Puedes leer más sobre la polémica generada en contra del arroz dorado en su artículo aquí.
En el año 2000 se publicó en la prestigiosa revista Science la primera versión del golden rice -GR1-y en 2005 una revisión de la genética -GR2- permitió multiplicar por 23 la cantidad de beta-carteno, vitamina A, que se producía.
La misma planta del arroz tiene toda la maquinaria para producir la vitamina A. El problema radicaba en que en el endospermo -el grano de arroz- la vía estaba silenciada, mientras que en las hojas por ejemplo se producía en buenas cantidades. Para generar beta-caroteno en el endospermo se introdujeron 3 genes: psy, crt I y Pmi.
Psy codifica una fitoeno sintetasa vegetal. En GR1 se empleó la psy de Narcissus pseudonarcissus, mientras que en la GR2 se empleó la psy de maiz, mucho más activa en arroz.
Crt I codifica para la enzima bacteriana fitoeno desaturasa para reactivar la ruta. Se emplea una desaturasa bacteriana porque es mucho más eficiente que la desaturasa de plantas, los vegetales necesitan 4 enzimas -y por lo tanto más genes transgénicos- para hacer el mismo trabajo. Es por eso que estos dos genes han demostrado ser necesarios y suficientes para la producción de carotenos en el grano de arroz.
Pmi es el gen de la fosfomanosa isomarasa de Escherichia coli para la selección de las plantas transgénicas positivas.
Ya hablando de la ruta del caroteno en el grano de arroz:
El geranilgeranil-difosfato es una molécula precursoras de varias vías metabólicas presentes en el grano de arroz. En el arroz dorado la PSY lo transformará en fitoeno, un caroteno incoloro. A continuación la desaturasa CRT I lo transformará en licopeno en beta-caroteno. Para ello será ciclado produciéndose los anillos de beta y epsilon-ionona -el anillo beta-ionona es el que otorga a los carotenos su actividad provitamina A. Después de varias reacciones enzimáticas cuyos genes sí están activados (hidrolasas, oxidasas, ciclasas) se obtiene otros carotenos, las xantofilas, que son el sustrato de varias rutas metabólicas importantes. Para retener el beta-caroteno los tejidos emplean diferentes sistemas de secuestro de la molécula para que no siga en las rutas metabólicas.
