Arroz dorado. Biotecnología libre, a la espera.

Uno de los casos más conocidos de plantas transgénicas es el del arroz dorado o golden rice. 

Ingo Potrykus y Peter Beyes, creadores del Golden Rice

Fue un éxito llevado a cabo por Ingo Potrykus, profesor emérito del Instituto Federal de Tecnología de Zurich (Suiza) y el profesor Peter Beyer de la Universidad de Friburgo (Alemania) a finales de los años '90. Con fondos de la Fundación Rockefeller en un principio y luego de la Unión Europea, fueron capaces de solventar el mayor problema nutricional que tiene el arroz. 

Arroz convencional vs arroz dorado. Nótese
el cambio de color debido al b-caroteno

Debemos recordar que el arroz es base de dieta de 800 millones de personas de los más de 7.000 millones que pueblan el planeta. Tiene tres problemas nutricionales: contiene muy poco hierro biodisponible, tiene poca lisina (uno de los aminoácidos esenciales) y el más importante, no tiene b-caroteno (precursor de la vitamina A) y por tanto, quien solo come arroz en su dieta, tendrá una carencia de esta vitamina. Normalmente las plantas de arroz producen b-caroteno en sus partes verdes, pero no en el grano que es la parte comestible. Esto se debe a la ausencia de tres enzimas (fitoeno sintasa, fitoeno desaturasa y licopeno ciclasa) que impiden la formación de b-caroteno. Según UNICEF, esto genera más de 1 millón de muertes infantiles al año y 500.000 niños que anualmente sufren ceguera seca o xeroftalmia (el 50% de ellos muere ese mismo año). 

Ceguera infantil producida por la carencia de vit A

El problema, pensarán algunos, podría atajarse sin usar OMGs. Actualmente hay programas internacionales que se encargan de la suplementación (administran pastillas y cápsulas a los niños pequeños), enriquecimiento nutricional (añadiendo vitamina A a la mantequilla o al aceite) y promoviendo una dieta variada. Por desgracia, en muchos países donde el arroz es la base de su alimentación, esta dieta equilibrada no es posible. Claro, que habrá quien, con el estómago lleno o estando a dieta para no engordar, no sea capaz de entender esto....

La FAO, a finales de los '80 llegó a decir que el problema podría resolverse generando una variedad de arroz que fuera rico en b-caroteno. La forma de conseguirlo fue la ingeniería genética. 

Esquema de las enzimas clonadas
y su origen. 

Estos dos investigadores resolvieron el problema clonando los dos primeros enzimas a partir del narciso y de una bacteria, Erwinia uredovora, dando como resultado el arroz dorado tipo I, con un poco de b-caroteno. Cuando publicaron sus resultados en el año 2000 en Science fue todo un logro porque solventaba un problema grave y ampliamente extendido. Sin embargo, ellos mismos en la discusión de su artículo, comentaron que a pesar del éxito, este arroz tenía poco contenido en b-caroteno, insuficiente como para alimentar y suplir esta carencia. Afirmaron que habría que buscar nuevos genes para llegar a conseguir un auténtico arroz dorado que de verdad fuese suficiente.

Parece ser que los grupos anti-transgénicos no terminaron de leer la última parte del artículo y no tardaron en lanzar una campaña de desprestigio al arroz dorado y sus creadores. 

Apenas 5 años después, llegó la mejora. Se cambiaron los genes anteriores por otros de variedades de maíz de Centroamérica más rico en b-caroteno. Así se consiguió el arroz dorado tipo II, 23 veces más rico en b-caroteno que el primero. Después de llevar a cabo estudios de biodisponibilidad en humanos, se ha comprobado que una dosis diaria de 60 gr este arroz, algo totalmente viable, es suficiente para paliar los problemas nutricionales asociados a la falta de b-caroteno en arroz.

La tecnología usada para el desarrollo del arroz dorado es completamente libre. Ingo Potrykus y Peter Beyer liberaron los derechos de propiedad intelectual al público a través del Golden Rice Humanitarian Board E. Se supone que en el 2014-2015 empezarán a comercializarse estas primeras variedades que en la actualidad están en proceso de desarrollo y evaluación en el Instituto de la Mejora del Arroz en Filipinas. Mientras tanto, no faltan los estudios científicos que siguen demostrando la efectividad de este arroz transgénico. 

El último, ha sido publicado estos días en Journal of Clinical Nutrition. En este estudio se comparó en 68 niños de China con una edad entre 6 y 8 años, el aporte de vitamina A del arroz dorado con el de la espinaca y los suplementos nutricionales. Los autores determinaron que el arroz era tan efectivo como las cápsulas para reforzar el aporte de vitamina A en estos niños, según revelaron los análisis de sangre realizados durante tres semanas. Los resultados con el arroz dorado fueron mejores que con el aporte de espinacas. 

El nuevo estudio sugiere que el arroz sería tan efectivo como el b-caroteno sintético en cápsulas, según dijo el autor principal, Guangwen Tang, de la Tunfs University de Boston. 

Afirman que el arroz dorado ha estado dando vueltas durante años, pero que ya es el momento de que se pueda usar en el mundo por una serie de razones. Dado que es un producto genéticamente modificado, cuenta con la oposición de ciertos grupos ecologistas. 

"Se necesitan más estudios, pero nuestros resultados sugieren que el arroz dorado podría ser una herramienta útil contra la deficiencia de la vitamina A en las regiones donde el arroz es un cultivo principal y la carencia del nutiente aún es común" indicó Tang.

Alimentos ricos en vitamina A... al alcance de ¿todos?

El equipo de Tang estimó que si todos los niños de las regiones pobres recibieran suficiente vitamina A, se evitarían hasta 2,7 millones de muertes anuales. A partir de estos resultados, el equipo estima que una porción de 100-150 gr de arroz dorado (50 gr de peso seco) le aportaría a los niños un 60% de la vitamina A diaria que necesitan.

Efectivamente, hay una amplia variedad de alimentos que contienen vitamina A o sus precursores, de forma natural: hígado, aceite de pescado, huevo, espinaca, zanahoria, mango... sin embargo, Keith P. West, profesor de nutrición infantil de la Escuela Bloomberg de Salud Pública de Johns Hopkins (Baltimore) aclaró que algunos de estos productos no están disponibles en todas las regiones. Y en países en vías de desarrollo, el precio es impensable para las familias.

Desgraciadamente, hoy en día y a pesar  de que el arroz dorado se creó con fines humanitarios, no es posible su utilización. Se lo debemos a organizaciones activistas (léase por ejemplo Greenpeace) y gente influyente como Vandana Shiva, que piensa que la mejor manera de acabar con la deficiencia de vitamina A es la conservación de biodiversidad y el uso de una agricultura y dieta basada en plantas ricas en vitamina A. Ole!

De momento en Europa, este arroz solo sirve para desearle prosperidad y fertilidad a una pareja de biólogos moleculares el día de su boda.

PD: Cuál ha sido mi sorpresa cuando me he encontrado en la web oficial del Proyecto Golden Rice la receta para hacer paella valenciana con arroz dorado.... OMG!! digo... Oh My God!

Actualización del 18-12-2012: Según la noticia recogida por Fundación Antama, la documentación de los ensayos de campo de arroz dorado se presentará en 2013 a las autoridades filipinas y en 2015 a las de Bangladesh. Se espera lanzar el arroz dorado en Filipinas entre 2013 y 2014. 

Actualización del 14-2-2013: La Fundación Antama vuelve a informar que Filipinas ha culminado con éxito dos años de ensayos de campo con arroz dorado. Este país, está ultimando los requisitos para su inminente  comercialización. Se convertiría en el primero. Detrás, Bangladesh.

Fuentes: http://www.goldenrice.org/
             http://www.nature.com/nbt/journal/v23/n4/full/nbt1082.html
             http://www.sciencemag.org/content/287/5451/303.full.pdf


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Rizorremediación 1 - Recortes 0

Es época de noticias, angustia, incertidumbre y cierto pánico para todos y, estos días, de manera especial, para los 3000 doctores en plantilla que tenemos la suerte de trabajar en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC); la mayor institución pública dedicada a la Investigación en España y la tercera de Europa. 

Sede central del CSIC en Madrid

Hace una semana, la noticia de que el CSIC anunciaba que paralizaba los pagos para poder abonar los sueldos, nos dejaba ante la pregunta de "si no hay dinero para comprar reactivos, ¿con qué vamos a trabajar entonces? ¿qué vamos a hacer?". Eso en el mejor de los casos de que efectivamente hubiera fondos para pagar los sueldos. Sería como el funcionario de ventanilla que no pudiera disponer de un ordenador para realizar su trabajo. Esa noticia generó ansiedad y miles de comentarios repartidos por los distintos medios que informaban sobre ella. En la práctica, se tradujo en pedidos necesarios de material de laboratorio del día a día que no se pudieron realizar y el tener que comunicar a los proveedores de las casas comerciales que no se les podía pagar. 

Ayer, por suerte, el CSIC confirmaba a sus trabajadores la "superación de la situación transitoria de falta de liquidez". No hay dinero. Sigue sin haber dinero, pero al menos, tenemos la tranquilidad de poder seguir trabajando... no sabemos por cuánto tiempo.

Hoy, no quiero entrar en cómo se está gestionando la I+D+i en España, ni en lo que le importa al Gobierno la Ciencia para salir de una crisis.  Quiero aprovechar una noticia que ha salido publicada en el diario local granadahoy y en ideal para resaltar el trabajo de una spin-off nacida de esta gran institución que es el CSIC.

Juan Luis Ramos

De hecho, el fundador y asesor científico de esta empresa, el Prof. Juan Luis Ramos Martín que fue director de la Estación Experimental del Zaidín (1998-2007), recibió recientemente el Premio Rey Jaime I en la modalidad de Protección del Medio Ambiente. En la EEZ, es el jefe de grupo de Degradación de Tóxicos Orgánicos. 

Su empresa, Bio-Iliberis R&D ha desarrollado productos basados en microorganismos capaces de mejorar el enraizamiento de plantas, facilitar su crecimiento, mejorar las propiedades de los frutos, proteger eficientemente contra patógenos y facilitar la captura de hierro por las plantas. 

Lo que hoy es noticia, es que un nuevo producto llamado Biodetox desarrollado por Bio-Iliberis, elimina los contaminantes producidos en el suelo tras la combustión que provoca un incendio forestal, desgraciadamente algo que nos asalta en la época estival y estos días en mayor medida. La novedad radica en que la solución se basa en bacterias que degradan los compuestos tóxicos y permiten el crecimiento de nueva vegetación en pocos meses. 

¿Cómo se ha logrado?

Se seleccionaron especies de bacterias capaces de degradar los compuestos resultantes tras la combustión que provoca un incendio, teniendo en cuenta además, las que estimulan la regeneración de la vegetación por rebrote de semillas o árboles. Una vez seleccionadas las bacterias, aplicaron herramientas de bioinformática y metagenómica para estudiar el comportamiento de las poblaciones bacterianas en el propio campo, sin aislarlas en el laboratorio. Junto a la metagenómica, la transcriptómica ha hecho posible averiguar qué genes se activan en las bacterias cuando se detecta un contaminante, por qué sobreviven en ciertos suelos o cómo les afectan las condiciones de sequía o humedad. Una vez analizado todo se ha llevado a campo para ver su comportamiento in situ. El resultado es que se han eliminado los contaminantes del suelo en pocos meses y el monte recupera la vegetación de forma más rápida (reduciendo el impacto visual). Las 8 bacterias que componen Biodetox, utilizan los contaminantes como fuente de energía para su supervivencia. 

Desgraciadamente, imagen de actualidad

Además de Biodetox, "Kit-a-gras" es un formulado líquido que digiere grasas, aceites y proteínas. Especialmente diseñado para decantadores de grasas de restaurantes, hoteles, escuelas, hospitales y grandes superficies, reduciendo los niveles de contaminación para el vertido al alcantarillado. Edarbid, utiliza bacterias para depurar aguas residuales y fosas sépticas e Hidrogenoclasta, elimina hidrocarburos en aguas saladas o dulces. 

Desde aquí, mi enhorabuena al Prof Juan Luis Ramos y al equipo que está haciendo posible que la Ciencia ocupe una agradable página en los diarios... aún en época de recortes.

Plantilla de científicos de Bio-Iliberis

"Al carro de la cultura española, le falta la rueda de la Ciencia" D. Santiago Ramón y Cajal.

Atravesada por el agua. La cámara de Scholander

Todos los días son días de aprender, o eso dicen. Esta semana me he enfrentado a una máquina nueva. Su instalación, su uso, su mantenimiento y sus posibles aplicaciones han pasado a engrosar la lista de las técnicas que los científicos (en continua renovación) estamos "obligados" a aprender, dejando atrás otras metodologías más obsoletas o de menor fiabilidad.

Me habían llegado anécdotas de gente que no ha tenido cuidado con las espitas de la presión, con las válvulas de la máquina y otros "botones" y que las raíces han salido disparadas hacia arriba, y viendo que la cámara está llena de argollas con cable de acero que hay que asegurar antes de hacer nada... no me tranquilizaba mucho, la verdad. Supongo que era el miedo a usarla mal la primera vez y fastidiar tanto el experimento como mi cara (lo segundo tendría mal solución).

Se trata de la Cámara de Scholander. Una herramienta muy aparatosa que entre otros usos, a mí me ha servido para medir la conductividad hidráulica de las raíces de mis tomates. Para entendernos, esto significa, la capacidad que tienen mis raíces de transportar agua. La mitad de estos tomates han estado creciendo en condiciones óptimas de riego, pero la otra mitad han estado sujetos a sequía. Cuando uno hace experimentos de sequía, medir la conductividad hidráulica de la raíz, además de otros parámetros fisiológicos (conductancia estomática, contenido hídrico relativo, clorofilas...), bioquímicos y moleculares (nivel de expresión de aquaporinas fundamentalmente) se convierte en algo indispensable.

Cámara de Scholander. Fuente: bioamara

                          

Hasta ahora, en otros ensayos llevados a cabo en crecimiento hidropónico, esta determinación era mucho más fácil. Las plantas crecen en bandejas con agua o solución nutritiva a la que directamente se le puede añadir un tratamiento (si fuera el caso). Al no tener sustrato (turba, vermiculita ni nada por  el estilo), "levantar el ensayo" es mucho más rápido. 

Plantas de alubia creciendo en cultivo hidropónico.
Fuente: bioamara 

En este tipo de crecimiento, la medida de conductividad hidráulica consiste en decapitar la planta en un momento dado, medir el volumen exudado del tallo y realizar unos cálculos teniendo en cuenta el tiempo de exudación, el peso de la raíz y la osmolaridad del exudado. 

Plantas decapitadas en primer plano exudando.
Fuente: bioamara

Con los ensayos en los que las plantas están en macetas con un sustrato, esta metodología no es posible y tenemos que usar la cámara de Scholander. Esta técnica fue desarrollada por Dixon a principios del siglo XX y luego modificada por Scholander. El principio se basa en la teoría tenso-coheso-transpiratoria, la cual explica el ascenso de agua de la raíz a la parte aérea. 

Se extrae la planta de la maceta con cuidado de no dañar la raíz y tras lavarla cuidadosamente, se corta a la altura del tallo y se coloca en la cámara de presión, donde hay un recipiente que contiene agua (u otra solución si se ha aplicado algún tratamiento en el experimento). Consiste en aplicar distintas presiones (0.1-1 MPa, por ejemplo) durante un tiempo determinado y medir el volumen del exudado. Esas presiones harán que el agua se transporte a través de la raíz y salga por el tallo. Así sabremos la capacidad que tiene nuestra raíz de transportar agua.

Azafata del "Un, dos, tres"

Al estilo del memorable programa del 1,2,3... han sido: 48 macetas, a 3 presiones cada una, más lavados, preparación incluida y cosecha de cada una.. hacen un total de dos días full time. Como de costumbre, hay que pagar la novatada de usar algo por primera vez y en este caso ha sido estar en la antesala de las cámaras de cultivo, un sitio sin ventilación, soportando 44 y 40 grados mientras trabajaba y enterarme cuando ya ha terminado todo, que la bala de aire se podía transportar a un lugar.... por ejemplo, con aire acondicionado.

En momentos de aburrimiento supremo, me ha dado tiempo de grabar un pequeño vídeo que os ilustre la salida de agua por la raíz. Bonito ¿verdad? Como una imagen vale más que toda la parrafada esta, aquí os dejo con él. Con cariño.

Más información:

http://jxb.oxfordjournals.org/content/52/359/1361.full.pdf+html

Dixon HH, Joly J.1894. On the ascent of sap. Annals of Botany8,468–470.

Scholander PF, Hammel HT, Hemmingsen EA, Bradstreet ED.1964. Hydrostatic pressure and osmotic potential in leaves of mangroves and some other plants. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA52,119–125

Europa apuesta por las chicas en ciencia... a su manera

Una apuesta arriesgada, sin duda. 

La idea es mostrar a las jóvenes adolescentes que la Ciencia puede ser divertida y que ofrece grandes oportunidades. El objetivo final: incrementar la representación de las mujeres en un sector tan importante para nuestra economía. Todo porque la Unión Europea (UE) necesita un millón más de investigadores de aquí a 2020. 

Los medios: una campaña que durará tres años y que comienza con este vídeo bajo el lema "Science: It's a girl thing!" (La Ciencia es cosa de chicas). Más información en esta página.

Las reacciones no se han hecho esperar tanto en twitter bajo el hashtag #CientificasConTacones como en la blogosfera. 

Denigrante, vergonzoso, engañoso y podría seguir.... no beneficia a la Ciencia ni a las mujeres. 

Juzgen ustedes mismos.