Modifican células de plantas con nanotubos

Modifican células de plantas con nanotubos
En la Gaceta de la UNAM Núm. 4, 583

Un grupo de investigadores de la Facultad de Química, encabe­zado por Tzvetanka Dimitrova Dinkova, desarrolla un método para transformar células de maíz y tabaco mediante el uso de nanotubos de carbono funcionalizados con aminas, cuyo propósi­to es mejorar su eficiencia y disminuir el tiempo requerido para lograr la expresión de genes de interés en diferentes especies de plantas.

Los nanotubos son compuestos de carbono acoplados que, por su estruc­tura física y configuración electrónica, sirven para producir nuevos materiales y dispositivos o para acrecentar sus propie­dades físicas, además de poseer múltiples aplicaciones en aparatos electrónicos de uso común, sensores y en instrumenta­ción científica y fotónica, entre otras.

El equipo de trabajo de Dimitrova Dinkova, adscrita al Departamento de Bio­química de la Facultad de Química –con una patente en trámite–, se ha centrado en probar la capacidad de los nanotubos de carbono funcionalizados con aminas para transferir moléculas de ADN a cultivos de células in vitro de plantas de dichas especies y permitir la expresión de infor­mación genética contenida en este ADN con alto grado de biocompatibilidad.

Los nanotubos fueron desarrollados en el Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET) de la UNAM, con un enfoque tecnológico de química verde, me­diante reacciones sencillas libres de ácidos y tratamientos que puedan causar toxicidad.

Se busca usarlos como acarreadores de moléculas biológicas en plantas. El objetivo es transformar las células de éstas con fines biotecnológicos, así como de investigación básica en Bioquímica y Biología Molecular. “Es un método adicional a los ya existentes y tiene ventajas para ciertas plantas, como maíz, tabaco y Arabidopsis thaliana”, refirió.

 

Distintos métodos

Tzvetanka Dimitrova explicó que hay distintos métodos de transformación de plantas, todos patentados y aplica­dos en la investigación. En el caso del maíz, el más utilizado es el de bombar­deo, con la desventaja de que ocasiona daño al tejido al tratar de incorporar ADN exógeno mediante el impacto con partículas, por lo que se requiere cierto periodo de recuperación y presenta una baja eficiencia.

En cambio, el procedimiento plantea­do por los investigadores de la Facultad de Química, con tres años de estudio y en trámite de patente ante el Instituto Mexi­cano de la Propiedad Intelectual, puede realizarse en el laboratorio, sin necesidad de contar con equipo especializado.

Los nanotubos, indicó la académica, se han utilizado para transformar células de animales, pero su uso en plantas aún está a prueba. En el CCADET se pretende perfeccionar los nanotubos de carbono para evitar posibles reacciones adversas a la célula viva, con la idea de modificarlos con grupos químicos que esta última no reconozca como perjudiciales.

“A este proceso se le conoce como funcionalización y consiste en adicionar un grupo químico, como una amina, en el lugar donde el nanotubo podría establecer una reacción dañina. De esta manera, se le podría utilizar para la transformación en plantas”, señaló la universitaria.

El nanotubo funcionalizado con ami­nas es afín al ADN por las cargas. “La amina posee cargas positivas y como el ADN es de tipo negativo, pueden acoplarse. Así, el ADN iría en el nanotubo y éste entraría en la célula y sería el vehículo para trans­portar la información genética”, detalló.

En ciertas condiciones en el cultivo de células, los especialistas comprobaron que era posible que el material genético entrara en la célula y así confirmar el cambio, por­que el gen portador del ADN se expresaba.

Con estos resultados, se abre la posibili­dad de aplicación en otras investigaciones que se hacen con genes, para analizar cómo se regula su expresión y determi­nar en qué lugar de la célula se localiza. Incluso, destacó, “podría contribuir en la regeneración de plantas que llevan información de un gen de interés”.

Aunque Tzvetanka Dimitrova ha centra­do sus estudios en el maíz, expuso que hay otras plantas que podrían transformarse con nanotubos, incluso aquellas que son reacias, como el frijol; para ello, cuenta con el apoyo del Laboratorio de Cultivo de Tejidos de la Facultad de Química, que provee de cultivos celulares de maíz y otras especies.

“Buscamos la aplicación para introducir diferentes secuencias de ADN, no sólo con el objetivo de expresar proteínas y ver su localización en la célula, sino también para silenciar genes mediante ARN interferente.”

 

Pruebas de toxicidad

De las pruebas de toxicidad a corto plazo, dijo que los compuestos no muestran ser dañinos, comparados con nanotubos  no tratados. Adelantó también que, en el corto plazo, emprenderán estudios sobre la rege­neración de plantas modificadas mediante nanotubos. “Queremos saber si a la planta le afecta la presencia de estos compuestos durante su desarrollo, porque se trata de una rejilla estable de átomos de carbono y sus enlaces no se rompen fácilmente”.

Por último, sostuvo que “las plantas pueden asimilar estas moléculas, si se encuentran presentes en la tierra en la germinación y crecimiento, como ya se ha demostrado, por lo que deben indagarse los efectos que pueden causar en las espe­cies y a los consumidores de éstas”.

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