El post de hoy es obra de Ana Villalba, alumna de la asignatura de comunicación científica del máster en biotecnología molecular y celular de plantas.

 

¿Qué pasaría si montando una estantería te saltas unos pasos del manual de instrucciones? Pues dependiendo de si omites todo un capítulo, un par de párrafos o solo unas líneas acabarás con una estantería poco resistente, una con menos baldas o directamente con un montón de madera sin forma ni función. Esto es lo que yo hago con las plantas: estudio cuántas “palabras” del ADN se pueden omitir sin que la planta muera o se vea afectado su crecimiento.

Una planta, al igual que todos los seres vivos, se rige por un «manual de instrucciones» (su ADN), en el que cada capítulo podríamos decir que es un gen. Según su manual, una planta es capaz de crecer, florecer, dar fruto, protegerse de enfermedades, etc., dependiendo de qué capítulos se lean.

En muchas ocasiones, con el objetivo de entender cómo funcionan las plantas, los científicos hacen que una planta deje de leer parte de ese manual y así ver cuáles son las consecuencias. Hay diferentes formas de hacerlo; yo, por ejemplo, uso virus  (sí, ¡virus!, pero trabajan para nosotros, son buena onda).

Los virus que usamos con este objetivo no llevan información que las enferme, en su lugar, llevan información del propio manual de instrucciones de la planta escrita al revés (de derecha a izquierda). ¿Para qué se hace esto? Una vez se introduzca dentro de la planta la información va a superponerse con la línea de información original, emborronándola. Por tanto, el capítulo va a quedar “silenciado” porque la planta no va a ser capaz de leer y usar esta información.

Podemos imaginar que la repercusión será mayor cuántas más palabras de las instrucciones contenga el virus utilizado. En el laboratorio intento averiguar con cuántas palabras empiezo a notar un silenciamiento parcial y con cuántas el capítulo queda completamente ilegible. ¿Cómo lo consigo? Lo primero que tengo que hacer es diseñar las frases que llevará el virus con diferentes longitudes: en mi  caso, van a tener 18 – 21 palabras, 42 – 45 palabras, 24 palabras de una parte de un capítulo y 24 de otra parte.

Quizás pueda parecer complicado o engorroso, pero realmente se hace como en una imprenta: se empieza con un molde y se mete en una máquina que lo replica cientos de miles de veces, pero en cada copia la máquina añade un fragmento extra que no existe en el original y lo coloca siempre en el mismo sitio. Por tanto, no tendrán un tamaño exactamente igual al original, sino que serán un poco más grandes por el fragmento extra añadido, que corresponde con la frase del revés del capitulo de la planta.

A continuación solo necesito comprobar que el tamaño obtenido sea el adecuado. Para ello separo las copias por tamaños dentro de un gel poroso a una corriente que las moverá del polo negativo al positivo. El ADN tiene carga negativa, que como los imanes, se sienten atraídos por cargas positivas. Los fragmentos más largos se moverán más despacio por los poros, mientras que los más cortos son capaces de correr más rápido. Con esta distinción soy capaz de seleccionar lo que necesito.

Una vez obtengo la información que tiene que portar el virus, la adjunto con su propia información ¡Y ya estaría todo listo para funcionar como herramienta de silenciamiento!

Por último, con una jeringuilla, introducimos un líquido con el virus que acabamos de “crear” y este se encargará de silenciar un capítulo a diferentes niveles de silenciamiento (longitud de frases).

En mi estudio, la planta es incapaz de leer un capítulo de la clorofila (pigmento que da el color verde característico de las plantas y esencial para que puedan realizar la fotosíntesis). De esta forma, al observar las plantas tratadas por mi ayudante el virus, enseguida puedo percibir qué ocurre cuando se silencia parcial o totalmente esta parte del manual. ¿Desaparece el verde de la planta? ¿Afecta al crecimiento o al desarrollo? ¿Sobrevive la planta sin esta información?

A veces en la ciencia como en otros ámbitos, el tamaño importa, y en este estudio se pretende descubrir cual es la longitud mínima de información hace falta para que el virus consiga silenciar total y parcialmente un gen.  Así se puede mejorar esta herramienta para facilitar el trabajo del investigador, contribuyendo además en el avance científico.

El silenciamiento con virus tiene la ventaja de poder decidir en qué momento del desarrollo quieres que la planta omita la información deseada. En mi caso lo hago con la clorofila pero puede aplicarse a muchos otros genes. Además, al hacerse de forma parcial permite estudiar genes esenciales para la planta. Es decir, aquellos capítulos que si desaparecieran, harían inviable cualquier proyecto en construcción, y en nuestro caso, conllevaría la muerte de la planta.

En resumen, el uso de herramientas biotecnológicas en plantas (incluso los virus) puede ayudar a la mejora de cultivos y por lo tanto una agricultura más sostenible, gracias a un mejor entendimiento de sus instrucciones.