Investigadores de la Universidad de Queensland han logrado, por primera vez, introducir material genético en plantas a través de sus raíces, lo que podría abrir un camino hacia la mejora rápida de los cultivos. Este avance ha sido publicado en la revista Nature Plants.
El profesor Bernard Carroll, del Departamento de Química y Bioquímica Molecular de la universidad, destacó que la tecnología de nanopartículas podría ayudar a ajustar los genes de las plantas para aumentar el rendimiento de los cultivos y mejorar la calidad de los alimentos. Según Carroll, los métodos tradicionales de cría de plantas y modificación genética requieren muchas generaciones para producir una nueva variedad de cultivo, lo que resulta en un proceso largo y costoso.
El equipo de investigación logró que las raíces de las plantas absorbieran una nanopartícula inofensiva, desarrollada por el grupo del profesor Gordon Xu, que se utiliza para la entrega de vacunas y tratamientos contra el cáncer en animales. Dado que las paredes celulares de las plantas son rígidas y resistentes, se recubrió la nanopartícula con una proteína que facilita la apertura de estas paredes, permitiendo que el nanopartículo penetre y entregue un material genético sintético en las plantas.
Las moléculas de ARN mensajero (mRNA), que contienen instrucciones genéticas esenciales, fueron utilizadas en este estudio. El equipo logró que las nanopartículas entregaran un mRNA sintético que produce una proteína verde fluorescente en varias especies vegetales, incluyendo Arabidopsis, un miembro diminuto de la familia de las coles utilizado ampliamente en investigaciones genéticas.
Carroll expresó su sorpresa al comprobar que la nanopartícula no solo entregó su carga en la primera célula que encontró, sino que se desplazó junto con el agua a través de la planta, distribuyendo el mRNA a medida que avanzaba. Este hallazgo es alentador, ya que con mejoras adicionales, la tecnología podría facilitar la producción de nuevas variedades de cultivos de manera más rápida y eficiente.
El profesor añadió que, al igual que una vacuna de mRNA que produce una proteína para estimular el sistema inmunológico, el mRNA entregado a las plantas se expresa de forma temporal y luego se descompone. La técnica de nanopartículas ha sido patentada por la empresa de comercialización de la Universidad de Queensland, UniQuest, que busca socios para desarrollar aún más esta innovadora tecnología.
El equipo de investigación también incluía al profesor Zhi Pin (Gordon) Xu y al doctor Jiaxi Yong, quienes forman parte del Instituto Australiano de Bioingeniería y Nanotecnología y de la Alianza de Innovación Agrícola y Alimentaria de Queensland.
Más información:
Jiaxi Yong et al, Lysozyme-coated nanoparticles for active uptake and delivery of synthetic RNA and plasmid-encoded genes in plants, Nature Plants (2025). DOI: 10.1038/s41477-024-01882-x
