Proyectos
Disminución del contenido de cianuro en plantas de yuca mediante el empleo de proteínas artificiales de tipo TAL
Resumen
La yuca, Manihot esculenta, representa una de las principales fuentes de calorías para la población mundial, principalmente aquella localizada en la región tropical. Esta fuente de energía proviene de sus raíces que acumulan importantes cantidades de almidón. Sin embargo, estas raíces se caracterizan por su bajo valor nutritivo. Por otro lado, las hojas poseen una relativa importante cantidad de minerales, vitaminas y proteína. Aunque los dos órganos acumulan cianuro la cantidad que se encuentra en las hojas puede ser cinco a veinte veces mayor que en la raíz por lo cual su consumo no es recomendado. Los glucósidos cianógenos se sintetizan principalmente en las hojas y son translocados a todas las partes de la planta. Las bacterias del genero Xanthomonas, han desarrollado unas proteínas denominadas efectores TAL (del ingles Transcription Activator Like), los cuales son inyectados a las células vegetales e introducidos al núcleo donde se unen a regiones especificas de los promotores de genes blanco para modular su expresión. Esta unión especifica depende de una región central de repeticiones casi idénticas de aminoácidos que a manera de código reconocen específicamente nucleótidos en el ADN. El principal gen de la ruta de biosíntesis de cianuro en yuca es MeCYP79D2. Varios estudios han empleando silenciamiento génico y edición génica para reprimir la ruta biosintética y así lograr niveles de cianuro mas reducido en las raíces. Aunque los resultados han mostrado ser exitosos y las plantas presentan una morfología relativamente normal, no se ha evaluado su comportamiento frente al estrés hídrico. Los glucósidos cianógenos poseen un papel osmoprotector lo cual puede explicar, al menos parcialmente, la alta tolerancia que presenta la yuca al estrés hídrico. De esta manera, las plantas transgénicas desarrolladas pueden ser mas susceptibles a la sequía. Por otro lado, la percepción sobre el cultivo de plantas transgénicas, si bien ha cambiado en la última década, aun existe una resistencia a su producción y consumo tanto por campesinos como consumidores. Recientemente se ha identificado un factor de transcripción denominado MePHD1.2 el cual es capaz de unirse al promotor de MeCYP79D2 y reprime su expresión. La sobre expresión de este factor de transcripción puede llevar a una disminución en la producción de cianuro en las plantas de yuca. En esta propuesta nosotros buscamos diseñar una proteína TAL artificial (arTAL) dirigida a inducir la expresión del gen que codifica para el factor de transcripción MePHD1.2, para de esta manera sobreexpresar el gen, lo que implicaria una mayor represión de la expresión de MeCYP79D2 y en consecuencia una disminución de cianuro. La ventaja de esta estrategia es que no requiere la generación de plantas transgénicas, ya que la modificación de la expresión génica dependerá de la inoculación de las plantas con Xhantomonas. De esta manera una vez diseñado y construido el arTAL se introducirá en una cepa de Xanthomonas phaseoli pv. manihotis, la cual infecta naturalmente la yuca y se empleará para inocular hojas de plantas de yuca. Transcurrido un periodo de 2-4 días se colectará el tejido vegetal y se evaluará el contenido de cianuro y la expresión tanto del gen blanco del arTAL MePHD1.2 como de MeCYP79D2. Transcurrido un periodo mas largo, de 4-6 días, se colectarán raíces para evaluar igualmente el contenido de cianuro. Estos resultados se contrastarán con plantas de la misma variedad inoculadas con la misma bacteria pero que contiene el plásmido vacío, es decir sin el gen del arTAL. Así, se espera reducir los contenidos de cianuro de manera condicional y temporal, solamente por tratamiento con la bacteria que contiene el arTAL, de esta manera las plantas solo disminuirán su producción de glucósidos cianógenos unos días previos al consumo de raíces y potencialmente hojas.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Convocatoria Nacional de Proyectos de Innovación y Creación Artística 2024
Modalidad:Proyectos de innovación y creación artística 2024
Responsable