Desarrollan arroz editado genéticamente saludable que mejora los niveles de azúcar en sangre

Investigadores de China, Estados Unidos y Bélgica desarrollaron arroz editado genéticamente mediante CRISPR/Cas9 con mayores niveles de amilosa y almidón resistente, compuestos que permiten mejorar el control de azúcar en sangre así como disminuir la incidencia y mitigar la gravedad de la diabetes de tipo II.

Los cereales altos en contenido de amilosa (AC) y almidón resistente (RS), que no son digeribles y absorbidos en el estómago o el intestino delgado y pasan ​​directamente al intestino grueso, ofrecen beneficios potenciales para la salud al reducir el riesgo de enfermedades no infecciosas.

El consumo de RS puede conducir a una disminución del índice glucémico (GI), que representa el aumento del nivel de azúcar en la sangre después de la ingesta de carbohidratos, y también podría prevenir el desarrollo de resistencia a la insulina no reversible en individuos sanos y diabéticos, así como disminuir la incidencia y mitigar la gravedad de la diabetes de tipo II. El RS también produce ácidos grasos de cadena corta (SCFA) que ayudan a mantener el tejido del colon más sano. Por otro lado, aunque una dieta alta en AC es altamente deseable y alimentos más saludables para algunos consumidores, los cultivos de cereales más altos en AC no están ampliamente disponibles.

Por lo tanto, existe una creciente necesidad de desarrollar cultivos de cereales altos en RS y AC para satisfacer los desafíos de rápido crecimiento en nutrición para la salud pública. En este contexto, estudios anteriores utilizando mutagénesis química o ARN de interferencia han demostrado que la enzima de ramificación de almidón (SBE) juega un papel importante en la determinación de la estructura fina y las propiedades físicas del almidón. Sin embargo, sigue siendo un reto controlar la ramificación de almidón en líneas comerciales de arroz.

En un nuevo estudio, científicos de la Academia China de Ciencias Agrícolas, el Instituto Nacional de Investigación del Arroz en China, la Universidad de California (EEUU) y la Universidad de Liege (Bélgica), utilizaron la tecnología de edición génica con CRISPR/Cas9 para generar mutagénesis dirigida en los genes SBEI y SBEIIb en arroz. Las frecuencias de las líneas mutantes para SBEI y SBEIIb en la generación T0 fueron de 26,7 a 40%. Las mutaciones en las líneas T0 homocigotas fueron transmitidas de forma estable a la generación T1.

Las plantas libres de transgenes que llevaban sólo la mutagénesis dirigida se recolectaron en la generación T1 después de la segregación. Mientras que no se observaron diferencias evidentes entre los mutantes para el gen SBEI y su contraparte convencional, los mutantes para el gen SBEII mostraron mayor proporción de cadenas largas presentadas en amilopectina desramificada, aumentaron significativamente el contenido de AC y RS hasta 25,0% y 9,8%, respectivamente, y por lo tanto, alteraron la estructura fina y las propiedades nutricionales del almidón.

En conjunto, estos resultados demostraron por primera vez la viabilidad de crear arroz con alto contenido de amilosa a través de la edición de los genes SBEIIb usando CRISPR/Cas9. Esta estrategia permitiría  generar arroz de alto contenido de amilosa y almidón resistente para satisfacer la demanda creciente de personas afectadas por enfermedades crónicas no infecciosas relacionadas con la dieta.