Hoy os traemos este tema tan interesante, que además es el proyecto ganador de la fase regional europea del iGEM 2011 celebrada del 1 al 2 de octubre en Amsterdam. Este equipo es el Imperial College de Londres, formado por 9 alumnos y 7 profesores, y han participado con un proyecto que no sólo lleva una gran base científica sino también una gran preocupación ambiental. Este equipo también fue galardonado con el premio a la mejor wiki, premio que premia la calidad de su página web (http://2011.igem.org/Team:Imperial_College_London). Aquí os contaremos con más detalle cómo pueden las bacterias frenar un problema tan grave como la desertificación. Este es el proyecto “Auxin” del equipo Imperial College de Londres.
Erosión del suelo y desertificación
La desertificación es un gran problema en la actualidad, ya que ocupa un 40% del suelo terrestre, donde viven unos 2 billones de personas, en muchos casos de países en desarrollo. Estos suelos son prácticamente incultivables, por lo que esto lleva a la migración obligada de muchas familias en busca de tierras fértiles, quedando gran parte del suelo inutilizado.
Gran parte de esta desertificación se debe a la erosión del suelo por el viento y la lluvia, que arrastran la capa superior fértil del mismo. Este problema se ve acelerado además con el cambio climático y las técnicas de cultivo abusivas. Generalmente las raíces profundas y bien establecidas de muchas plantas sirven como sujeción de esta tierra, minimizando la erosión de la misma. Sin embargo, en áreas desertificadas las plantas no tienen tiempo suficiente para establecer raíces suficientemente profundas como para sujetar el suelo firmemente antes de que se produzca la erosión del mismo. Este problema es el que han abordado los miembros del equipo Imperial College.
La auxina y el crecimiento de las raíces
Para solucionar este problema, Imperial College se ha centrado en incrementar la velocidad de crecimiento de las raíces de las plantas, de manera que puedan establecerlas con suficiente rapidez como para fijar el suelo antes de que ocurra la erosión. Para ello han creado bacterias que expresan auxina.
La auxina o ácido indol-3-acético (IAA) es una hormona vegetal del crecimiento que, entre otras cosas, estimula el crecimiento de las raíces cuando se expresa en dicha zona. Por lo tanto, consiguiendo unas bacterias que sintetizaran dicha hormona vegetal y la expresaran en las raíces de la planta, se aceleraría el crecimiento de las mismas.
Este ha sido uno de los objetivos del proyecto “Auxin”, que han conseguido con éxito. Para ello han expresado una ruta de producción de auxina, ya presente en la bacteria Pseudomonas savastanoi, en Escherichia coli, la bacteria modelo. Además, también es importante optimizar los niveles de producción de esta hormona, ya que en concentraciones demasiado altas es tóxica para la planta.
Todo este sector del proyecto es lo que el equipo ha denominado como Módulo II: Auxin Xpress (expresión de auxina).
Expresión en las raíces
Como hemos dicho, además de que las bacterias expresen la auxina, es fundamental que la expresen en el sitio correcto, es decir, en las raíces. Para ello, Imperial College ha echado mano de un mecanismo muy extendido entre las bacterias móviles: la quimiotaxis.
La quimiotaxis es un fenómeno en el que las bacterias se mueven dirigidamente cuando detectan una sustancia específica. Este movimiento puede ser de acercamiento a dicha sustancia (quimiotaxis positiva) o de distanciamiento de la misma (quimiotaxis negativa).
Este equipo empleó como diana de esta quimiotaxis el malato, un compuesto que es sintetizado comúnmente por las raíces de las plantas y por el que E. coli no se siente generalmente atraída. Imperial College ha diseñado un quimiorreceptor en E. coli que es capaz de detectar malato y dirigir la bacteria hacia este y, consecuentemente, hacia las raíces. Una vez allí, las bacterias son absorbidas dentro de las mismas mediante un mecanismo que fue descrito el año pasado por Paungfoo-Lonhienne et al. [1] y que este equipo cita.
Este apartado engloba lo que denominan Modulo I: Phyto-Route (fito-ruta).
Bioseguridad
Uno de los aspectos fundamentales que se debe tener en cuenta en la creación de organismos genéticamente modificados es la liberación de los mismos en la naturaleza. Al ser estos unos microorganismos que estarían muy expuestos a ser liberados, ya que se encontrarían en las raíces de las plantas en el suelo, este equipo ha diseñado un mecanismo para incrementar la seguridad de este sistema.
Este apartado se ha centrado en evitar la transferencia horizontal de los nuevos genes creados e introducidos en estas bacterias. La transferencia horizontal es un mecanismo natural de las bacterias que les permite intercambiar ADN con otras bacterias que se encuentren en contacto con ellas, no necesariamente de la misma especie. Esto podría suponer un grave problema ya que en el entorno de estas bacterias modificadas habrá otras bacterias que podrían adquirir estos nuevos genes y propagarlos descontroladamente, con resultados imprevisibles.
Para evitar esto, Imperial College ha diseñado un sistema mediante los genes de la holina, la anti-holina y la endosina que impedirán la transferencia horizontal de estos genes a las bacterias circundantes.
Este último apartado es denominado por el grupo Módulo 3: Gene Guard (Guarda de genes).
Por tanto, mediante estos 3 módulos Imperial College ha diseñado un excelente sistema para luchar contra la desertificación que amenaza a la Tierra. Estamos deseando saber que nos traen para Boston.
Yolanda González Flores y Aída Moreno Moral
Tomado del blog: