Investigadores de China se han enfocado en desarrollar ingeniería genética capaz de administrar muchos genes a la vez y utilizarlos para producir endosperma de arroz, esto es tejido de semillas que proporcionan nutrientes al embrión de la planta en desarrollo y que produce altos niveles de pigmentos antioxidantes llamados antocianinas; este endosperma cuenta con todo el potencial para disminuir el riesgo de ciertos cánceres, enfermedades cardiovasculares, diabetes y otros trastornos crónicos.
Los investigadores, pertenecientes a la Universidad Agrícola de China, aseguran que con esta investigación pueden desarrollar un sistema de aplilamiento de transgenes altamente eficiente y fácil de usar llamado ‘TransGene Stacking II’, que permite el ensamblaje de un gran número de genes en vectores únicos para la transformación de plantas que tendrá muchas aplicaciones potenciales en esta era de la biología sintética y la ingeniería metabólica.
Afirman que a la fecha se ha utilizado ingeniería genética para desarrollar arroz enriquecido con betacaroteno y folato, pero no con antocianinas. Aunque estos compuestos promotores de la salud son naturalmente abundantes en algunas variedades de arroz negro y rojo, están ausentes en los granos de arroz refinados porque se ha eliminado la cáscara, el salvado y el germen, dejando sólo el endosperma.
Mencionan que se han hecho varios intentos para producir mediante ingeniería antocianinas en el arroz pero han fracasado debido a que la vía de biosíntesis subyacente es altamente compleja y ha sido difícil transferir con eficiencia muchos genes a las plantas; razón por la cual se propusieron identificar los genes necesarios para la producción de antocianinas en el endosperma del arroz.
Para ello, analizaron las secuencias de los genes de la antocianina en diferentes variedades de arroz e identificaron los genes defectuosos en las subespecies japonica e indica que no producen antocianinas; basándose en este análisis, desarrollaron una estrategia de apilamiento de transgenes para proporcionarles ocho genes de antocianina específicamente en el endosperma.
Aseguran que el endosperma de arroz púrpura resultante tenía altos niveles de antocianina y actividad antioxidante en el endosperma; primera demostración de la ingeniería de una vía metabólica tan compleja en las plantas; por lo que en el futuro este sistema de vector de apilamiento de transgenes podría usarse para desarrollar biorreactores de plantas y producir muchos otros nutrientes e ingredientes medicinales importantes.
Los científicos planean evaluar la inocuidad del endosperama de arroz púrpura como alimento biofortificado e intentarán también diseñar la biosíntesis de las antocianinas en otros cultivos para producir más cereales de endosperma púrpura.
Opinan que su investigación proporciona un sistema de vectores de alta eficiencia para apilar múltiples genes para la biología sintética, y lo hace potencialmente factible para el diseño complejo de vías de biosíntesis en el endosperma de arroz y de otras plantas de cultivo como el maíz, el trigo y la cebada.