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La oficina de patentes y marcas de Estados Unidos (USPTO) concedió una patente de invención, a Bioceres, el CONICET y la Universidad del Litoral por una importante herramienta para la ingeniería genética en materia vegetal, consistente en un “potenciador de genes”.

La semana pasada, la oficina de patentes y marcas de Estados Unidos (USPTO) otorgó una patente por el promotor del gen COX5c. La invención consiste en una nueva herramienta (amplificador o enhancer en inglés) que puede ser utilizada en la transformación de plantas de interés agronómico con fines de mejoramiento. Dicha invención se llevó a cabo en el marco de un Convenio de Investigación y Desarrollo firmado en agosto de 2005 entre Bioceres, CONICET y la Universidad del Litoral.
La investigación se llevó a cabo en el actual Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (IAL) en su sede de la Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas. El grupo de investigadores que participó está conformado por Daniel González, Julieta Cabello, Graciela Curi y Raquel Chan.
Éste es un desarrollo llevado a cabo enteramente en nuestro país con el aporte conjunto de los sectores público y privado.  Como parte de este convenio, Bioceres asumió el compromiso por el gerenciamiento y financiamiento de la investigación y el patentamiento de las invenciones, siendo la propiedad de las mismas compartida entre las 3 entidades firmantes. Bioceres tiene la licencia exclusiva de uso y explotación.
Compartimos una nota elaborada por la Dra. Raquel Chan en la cual explica la importancia del funcionamiento de los amplificadores o enhancers para regular la expresión de los genes en las construcciones genéticas en las que se utilizan.

En la siguiente nota, la Dra. Raquel Chan explica la importancia del funcionamiento de los amplificadores o enhancers para regular la expresión de los genes en las construcciones genéticas en las que se utilizan.

Para explicar en forma breve en qué consiste esta nueva herramienta debemos remitirnos a cuáles son las formas para mejorar una especie vegetal cuando el objetivo es obtener mayores rendimientos o poder sembrar en regiones con mayor stress ambiental.

El mejoramiento clásico por cruza y selección ha sido aplicado desde los inicios de la agricultura y más tarde asistido por metodologías que incluyen técnicas moleculares. Más recientemente se está aplicando la transformación de plantas, una técnica innovadora en la que esencialmente se introduce en la planta, un gen de la propia especie o de otra que le confiera una característica deseada utilizando Ingeniería Genética. Este tipo de característica puede ser por ejemplo la de mejor productividad o tolerancia a distintos tipos de estrés de origen abiótico (como sequía, salinidad o toxicidad en los suelos) o biológico causado por bacterias, virus, hongos o insectos.

Un gen es una secuencia lineal de ADN necesaria y suficiente para generar una proteína funcional. Los genes contienen varios elementos entre los cuales se encuentran su promotor (ver más abajo) y la secuencia que va a ser traducida a proteína, llamada secuencia codificante. Los genes en sí no tienen “actividad” sino que ésta es ejercida por las proteínas específicas que se copian (transcriben y traducen) a partir de cada uno de ellos. Para que un gen se traduzca a la proteína codificada en él y ésta cumpla su función, debe estar dirigido por un promotor. Una analogía aceptable para explicar esta situación en términos comprensibles es la de una lamparita que emite luz. La función de la lamparita es iluminar, pero no lo haría si no se oprime el interruptor. La actividad sería “emitir luz” y la luz estaría dada por la lamparita que se podría homologar a la “proteína codificada”. El interruptor sería en nuestro caso el promotor del gen que se enciende cuando es necesario y se apaga cuando no lo es, evitando de esta forma un gasto innecesario de energía. Es necesario explicar también que este promotor o interruptor puede o no tener dispositivos especiales que hacen que el encendido sea más rápido o más fuerte según las necesidades. Entre esos elementos especiales podemos nombrar a los amplificadores (del inglés enhancers) que son secuencias que como su nombre lo indica, amplifican las señales recibidas por el promotor/interruptor.

Suponiendo que se quisiera dar a una planta la propiedad de tolerar mejor el estrés producido por la sequía (sólo uno de los usos posibles), una metodología adecuada sería transformarla con el gen que codifica para tolerancia a sequía, por ejemplo, HAHB4 (objeto de otra patente de invención del mismo grupo). Para hacer esto utilizamos inicialmente promotores llamados constitutivos, o sea, interruptores que no se apagan nunca, de forma tal que la proteína de interés (en este caso HAHB4) se produce todo el tiempo aunque la planta no la necesite. El resultado bueno es que se genera una planta muy tolerante a la sequía pero por otro lado esta planta incurre en un gasto de energía inútil asimilable a dejar la luz prendida cuando nadie está en casa. El gasto metabólico será resentido probablemente en productividad o en su capacidad de respuesta frente a otro tipo de estrés ya que la energía de la que dispone no es ilimitada. En conclusión, esta planta está preparada para tolerar la sequía aún cuando este estrés no se produzca y eso le genera un costo o penalidad y por lo tanto debería ser evitado.

La patente en cuestión protege la "invención" de un promotor que contiene un amplificador. El promotor o interruptor se puede utilizar de distintas formas con todos sus elementos o con parte de ellos. Como promotor completo funciona como constitutivo (encendido en forma continua) que es útil para muchos propósitos de índole biotecnológica y reemplaza a otros utilizados normalmente sobre los cuales existen derechos de propiedad intelectual pertenecientes a otras instituciones o empresas. En forma parcial, puede utilizarse sólo el amplificador combinado con otro promotor. De esta última forma se regula por condiciones externas y se logra que sólo se "encienda la luz" cuando ésta es necesaria. Esto ha sido fehacientemente probado en el mismo laboratorio, combinando la acción del promotor del gen HAHB4 (que confiere tolerancia a la sequía) con el amplificador de COX5c que confiere una respuesta rápida y medida a la expresión de HAHB4 (o encendido de la luz). De esta forma se pudo obtener una planta con la característica deseada (tolerancia a sequía) sin penalidades o con penalidades mínimas ya que la energía no se malgasta en producir una proteína innecesaria. En el mismo sentido el promotor de COX5c o su amplificador, objetos de esta patente, podrían utilizarse con otros genes que confieran características beneficiosas diferenciales.

En resumen, para mejorar la planta es necesario contar con una construcción genética que tenga dos elementos fundamentales a saber: un gen que confiera la característica deseada y un promotor que dirija esta característica y haga que se exprese sólo cuando se la necesita pero que lo haga rápido y fuertemente cuando la condición de estrés se presenta, lo cual otorga importancia a la función del amplificador o enhancer.

Este tipo de promotores utilizados en plantas transgénicas hacen que en condiciones normales de crecimiento, las plantas sean indistinguibles de plantas sin transformar, tanto a nivel morfológico o macroscópico como a nivel molecular ya que el gen nuevo o transgén está “callado”. Cuando se produce el estrés, se empiezan a ver las diferencias de respuestas entre los dos tipos de plantas.

Ambos módulos de la construcción genética pueden funcionar en forma autónoma y combinarse con distintas parejas o también juntos.