Mejorar las plantas genéticamente para hacer frente al cambio climático y así garantizar los alimentos en el futuro es el propósito de las investigaciones de Alfredo Heriberto Herrera Estrella (Ciudad de México, 1961), quien obtuvo el Premio Nacional de las Ciencias en su edición 2023, en el campo de Ciencias Físico-Matemáticas y Naturales.

En entrevista con La Jornada, Herrera, investigador del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), explicó que al alterarse la temperatura “las plantas pueden dejar de ser productivas; eso nos puede afectar en términos de seguridad alimentaria. Si encontramos plantas que sigan rindiendo en algunas regiones, estudiamos la información genética que las hace resistentes a los efectos del cambio climático, como a las altas temperaturas, la sequía y la salinidad.

Con la secuencia del genoma de una planta se puede genotipificar; es decir, buscar las diferencias en su material genético. Por ejemplo, si tenemos el gen de un frijol que le confiere tolerancia al ataque de un insecto, pero resulta que esa planta es silvestre, chiquita, tiene semillas pequeñas y requiero que sean grandes y saber cuándo se cosechan, puedo ver esos cambios en el código del ácido desoxirribonucleico (ADN) de ambas y definimos qué genes o partes del genoma son causantes de esa característica.

El científico agregó: los ingenieros agrónomos ven estas diferencias, que llamamos fenotípicas, y si ellos tienen una línea mejorada, podemos cruzarla para obtener una secuencia de ADN con la propiedad transferida. A través de emisión genómica, hacemos que la planta productiva obtenga la misma información genética en ese pedacito que la planta resistente.

Detalló que con ello hacen ingeniería genética, o sea, “producen plantas modificadas en el laboratorio creadas por transgénesis. Hay todo un debate sobre esto, pero ahora tenemos tecnologías más finas y mejores. Los organismos genéticamente modificados no son dañinos para la salud; tenemos 25 años de consumo y no hay evidencia alguna de ello.

“En un caso catastrófico –afirmó–, podría ser que al gen de una bacteria le metamos un pedazo de ADN que codifique alguna resistencia a un antibiótico e infecte a animales y humanos, eso es muy poco probable. Desde la visión genómica, tomamos algo que existe en la naturaleza y lo cambiamos por lo que nos interesa. Se ha comprobado que gracias a su mejor productividad, se disminuye el uso de pesticidas y emisiones de carbono, eso beneficia al medio ambiente. No veo manera de rechazarlo.”

Antecedentes

El investigador describió que “a finales de los años 90, un grupo pequeño de investigadores en Irapuato tuvimos la inquietud de entrar a la era genómica, la cual comenzó con la creación de una versión bastante buena del genoma humano. Por ello, lanzamos un proyecto genómico del maíz, financiado por el entonces Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y así compramos los primeros equipos de secuenciación, que eran muy grandes.

“Propusimos la creación del Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad, que hoy es la Unidad de Genómica Avanzada del Cinvestav. Por fortuna, tuvimos apoyo de varias instituciones, como la Secretaría de Educación Pública, el Conacyt y otras, para hacer una contribución importante para México: logramos descifrar el genoma del maíz palomero y lo publicamos en la revista Science.”

Herrera Estrella relató que fue una aventura para ellos. Tuvimos que ir aprendiendo de las tecnologías, no se sabía nada de genómica. Usamos esas herramientas para estudiar la biodiversidad en el país y otras secuencias como el genoma de una planta carnívora, del frijol, del aguacate, del agave tequilana, de la zarzamora, la papaya, el limón mexicano y la vainilla, la cual está en peligro de extinción; para ello, tenemos una iniciativa con Costa Rica, Colombia y México, para secuenciar poblaciones silvestres de vainilla.

–¿Cómo funcionan las máquinas de secuenciación?– se le preguntó al también editor.

–Esa tecnología es de Alemania o Estados Unidos, lo que hace es tomar el ADN de un organismo, el cual está organizado en fragmentos muy grandes y los hace más pequeños. Los humanos tenemos 23 pares de cromosomas, allí hay 3 mil millones de letras de material genético codificando esta información; es como si tuviéramos 23 libros, cada uno con 100 o 150 millones de letras.

Al romperlos mecánicamente, amplificamos cada fragmento y lo metemos a una máquina que sintetiza una cadena complementaria del ADN, cada vez que le agrega una de las letras que codifican ese material genético, emite una luz de un color diferente a cada letra: una a, una c, una t o una g, que son las cuatro letras del alfabeto con el que se escribe el ácido desoxirribonucleico; éstas determinan las propiedades y características de un organismo, aclaró.

Añadió que la dificultad es “reunir esos fragmentos como si fueran un rompecabezas; hay que ponerlos juntos. Es como si tuviera que rearmar un libro de cien millones de letras y poner todo en su lugar, sin errores. Es probable que las piezas no se ensamblen correctamente, hay que revisarlo y tener evidencia de que está mal y las razones del error, todo eso hay que irlo corrigiendo.

Ese es el principio del análisis genómico; sacamos esas letras, las leemos y vemos qué significan para ver cuál es la función que desempeña cada pedazo de un código en una célula. Nos puede tomar años investigar eso. Podemos tener una versión del genoma y en seis meses o un año, sale una nueva versión del mismo genoma con mejoras, así vamos avanzando. Eso es lo que nos abre las puertas a muchas mejoras, concluyó el científico.