Científicos están diseñando plantas a nivel genético para combatir el cambio climático

Artículo publicado originalmente por VICE Estados Unidos.

Los científicos han descubierto cómo diseñar plantas a nivel genético para que produzcan raíces más profundas, lo que podría mejorar el almacenamiento de carbono, la resistencia a la sequía y la protección contra inundaciones.

Esta investigación se realiza como parte de la Iniciativa para el Aprovechamiento de las Plantas del Instituto Salk, que busca utilizar plantas para capturar el carbono de la atmósfera y almacenarlo en el suelo.

Cuando una planta desarrolla un sistema de raíces más profundo, ayuda a almacenar el carbono a una mayor profundidad en un suelo más estable. Sin embargo, controlar cómo crecen las raíces de una planta no es tan fácil como parece. Los científicos han sabido por mucho tiempo que la hormona auxina es responsable del crecimiento de la raíz, pero no sabían exactamente cómo afectaba la forma del sistema de raíces. La investigación, publicada recientemente en Cell, usó el modelo de planta Arabidopsis para identificar un gen específico —el EXOCYST70A3— que controla la forma en que las raíces crecen al alterar la cantidad de auxina que llega a la punta de la raíz. Este gen, u otros similares, está presente en todas las plantas, abriendo las puertas para que los investigadores diseñen casi cualquier planta con raíces más profundas.

¿Cómo analizas lo que hace un gen? Lo apagas. Las raíces crecen naturalmente en muchas direcciones, pero a menudo corrigen su curso para apuntar hacia abajo. Los investigadores identificaron el EXOCYST70A3 como un posible gen para dirigir el crecimiento de la raíz y observaron qué sucedía cuando no estaba funcionando. Cuando cambiaron la actividad del EXOCYST70A3, ya sea apagándolo o amplificando su actividad, hicieron que las raíces que normalmente son poco profundas crecieran a una mayor profundidad.

Cuando las plantas producen raíces, almacenan carbono en carbohidratos complejos que no son fácilmente degradados por los microbios del suelo, un proceso que envía carbono a la atmósfera. La iniciativa para el Aprovechamiento de las Plantas está trabajando para asegurar que las plantas almacenen más carbono en la molécula suberina, que es básicamente corcho. La suberina se encuentra en las raíces de las plantas, y parece bastante resistente a la descomposición. Desarrollar raíces profundas también significa que hay menos posibilidades de que el carbono vuelva a la atmósfera.

"La idea no es almacenar más carbono, sino almacenar carbono en partes del suelo donde el carbono es más estable", dijo el autor principal, Wolfgang Busch. “Cambia la bioquímica y aumenta la estabilidad”.

Los investigadores anticipan que esta técnica será particularmente útil para los cultivos. Muchos cultivos (como el maíz) son mucho más grandes que la Arabidopsis, y pueden desarrollar sistemas de raíces profundas. En vista de que se plantan en todo el mundo de todos modos, son una aplicación ideal para este tipo de edición genética, dijo Busch.

Los sistemas de raíces más profundas también tienen otros beneficios. Debido a que la Arabidopsis es tan pequeña y generalmente no tiene sistemas de raíces extensos, las raíces superficiales demostraron ser mejores por su resistencia a la sequía. Sin embargo, en la mayoría de las plantas, los sistemas de raíces más profundas pueden ayudar a una planta a sobrevivir con menos agua. Si bien el sol puede secar la capa superficial del suelo, las raíces profundas pueden llegar a los depósitos de agua bajo tierra. Una mayor cantidad de carbono en el suelo, aprovechado por los sistemas de raíces, puede ayudar también a aumentar el contenido de agua en el suelo, dijo Busch. Esto también puede proporcionar estabilidad al suelo, protegiéndolo contra la erosión de las inundaciones.

Por lo tanto, las plantas no solo pueden ayudar a frenar el cambio climático, sino que también pueden comenzar a protegerse contra algunos de los fenómenos meteorológicos extremos que provoca el cambio climático. Los investigadores esperan probar pronto esta nueva técnica de edición de genes en otras plantas, con la esperanza de ayudar a una mejor captación y almacenamiento de carbono.