Un equipo de científicos chinos ha logrado desarrollar arroz capaz de producir coenzima Q10 (CoQ10), un compuesto esencial para la salud humana, mediante la edición genética dirigida. Este avance se atribuye a la dirección del profesor Chen Xiaoya del Centro de Excelencia en Ciencias Moleculares de Plantas de la Academia de Ciencias de China (CAS) y del profesor Gao Caixia del Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la misma institución.
El estudio, publicado en la revista Cell, detalla cómo los investigadores modificaron únicamente cinco aminoácidos de la enzima Coq1 en el arroz, creando nuevas variedades de esta planta que son capaces de sintetizar CoQ10. Este compuesto es conocido por su importancia en la protección del corazón y como un antioxidante soluble en grasa, desempeñando un papel crucial en la cadena de transporte de electrones mitocondrial.
Avances en la investigación de CoQ10
Los humanos producen CoQ10 con una cadena lateral de diez unidades de isopreno (C50), mientras que cultivos alimentarios como el arroz y el trigo, así como ciertas verduras y frutas, sintetizan principalmente CoQ9, que contiene nueve unidades de isopreno (C45). La creación de cultivos que produzcan CoQ10 podría representar un enfoque rentable y sostenible para la fortificación nutricional, ofreciendo así un gran potencial para mejorar la salud pública.
El mecanismo molecular que subyace a la variación en la longitud de la cadena de CoQ no estaba claro hasta ahora. Gracias a las diversas colecciones de plantas del Jardín Botánico Chenshan de la CAS, el equipo de investigación obtuvo 134 muestras de plantas pertenecientes a 67 familias, incluyendo musgos, licófitos, helechos, gimnospermas y angiospermas. A través del análisis de los patrones de distribución de los tipos de CoQ en estas especies, se reveló que el CoQ10 es un rasgo ancestral de las plantas con flores, aunque la mayoría de las gramíneas, margaritas y plantas de cucurbitáceas producen CoQ9.
Además, los investigadores analizaron las trayectorias evolutivas y las variaciones naturales de las enzimas Coq1 en más de 1.000 especies de plantas terrestres, utilizando técnicas de aprendizaje automático para identificar cinco sitios de aminoácidos que determinan la longitud de la cadena. Como resultado de la edición dirigida, las plantas de arroz desarrolladas en este estudio sintetizan principalmente CoQ10, alcanzando hasta 5 μg/g por grano de arroz, lo que demuestra que la edición genética se ha convertido en una tecnología eficiente y segura para la mejora de cultivos.
El exitoso desarrollo de arroz que produce CoQ10 no solo ampliará las fuentes alimenticias de este importante compuesto, sino que también sirve como un ejemplo del uso de grandes datos y la inteligencia artificial en la mejora de cultivos. Estos avances en la biotecnología agrícola podrían ser cruciales para enfrentar los desafíos nutricionales del futuro, promoviendo una alimentación más rica y saludable a partir de fuentes vegetales.
Más información: Jing-Jing Xu et al, Design of CoQ10 crops based on evolutionary history, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.01.023
Información de la revista: Cell
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
