El genoma del algodón se estudiará en el espacio

Un avión planea despegar el 21 de diciembre del Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida, con destino a la Estación Espacial Internacional (ISS). El objetivo es llevar al espacio una investigación sobre la regeneración del algodón, realizada en la Universidad Norteamericana de Clemson.

El proyecto de investigación dirigido por el investigador Chris Saski titulado “Desbloqueo del genoma del algodón para la genética de precisión” se llevará a cabo en microgravedad con el objetivo de facilitar la capacidad de editar directamente el genoma de variedades de algodón de élite agregando rápidamente rasgos como resistencia a enfermedades o tolerancia a la sequía sin la necesidad de un largo proceso de cría convencional, que puede llevar más de una década.

“La realización de estos experimentos en microgravedad nos brinda un entorno único para desentrañar la genética de la embriogénesis somática, la regeneración de una planta completa a partir de una sola célula, y creemos que podemos traducir esta investigación en una aplicación”, dijo.

“Este proyecto conducirá a una nueva comprensión de los genes involucrados. Como entendemos ahora, este programa genético está codificado en todos los genomas de cultivos, pero está suprimido. Esta investigación podría finalmente permitirnos vincular este programa genético en otras culturas y para poder editar y diseñar genomas más fácil y directamente en variedades comerciales y eventualmente proporcionar un camino acelerado para alimentos, combustible y fibra para una creciente población de personas en la Tierra “.

En términos generales, el proyecto busca explorar el genoma del algodón y cómo reacciona en microgravedad y gravedad normal. Uno de los colaboradores de Saski es Jeremy Schmutz, investigador del Instituto HudsonAlpha de Biotecnología desde 2008, quien dijo que el proyecto tiene como objetivo comprender cómo las células calus se dividen y regeneran en el espacio y cómo esto afecta la calidad de las células transformadas.

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“Demostramos que el algodón tiene muy poca diversidad como especie, lo que limita en gran medida las posibilidades de mejorar la sostenibilidad del algodón a través de técnicas de reproducción tradicionales”, señala. “Acelerar la velocidad a la que podemos transformar el algodón abre la capacidad de probar rápidamente genes relacionados con rasgos beneficiosos y también realizar modificaciones dirigidas positivas en importantes líneas de algodón para los productores estadounidenses y las muchas industrias que dependen de la producción de algodón de alta calidad. “

La microgravedad es la condición en la que las personas u objetos parecen ingrávidos. Las plantas evolucionaron a una fuerza de 1g, la fuerza de gravedad en la Tierra, responsable de cosas como mantener los pies firmemente plantados en el suelo, pero sin esa fuerza, o en microgravedad, puede haber un efecto drástico en la expresión genética.

“Nuestro experimento tiene como objetivo comprender la arquitectura genética y la coordinación de la embriogénesis”, dijo. “Comprender este programa podría facilitar la capacidad de editar directamente el genoma del germoplasma de reproducción de élite, agregando características como resistencia a enfermedades o tolerancia a la sequía sin la necesidad de un largo proceso de reproducción convencional”.

La ISS opera en órbita terrestre baja o alrededor de 200 a 250 millas de altura. En ese momento, la gravedad de la Tierra sigue siendo muy fuerte, por lo que una persona que pesa 100 kilos en el suelo pesaría allí 90 kilos. Sin embargo, para los propósitos de esta investigación, esta diferencia entre 1 g de fuerza gravitacional y microgravedad puede tener un efecto significativo.

“La microgravedad es un entorno diferente, es diferente de la Tierra. Las plantas, por ejemplo, se han adaptado al tirón gravitacional de 1g. Microgravedad de la Tierra, para ayudar a comprender la genética subyacente a ciertos programas o rasgos de desarrollo”, dice Saski.

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El proyecto de Saski representa la primera vez que se llevará a cabo un experimento de cultivo de tejidos vegetales en órbita en el Advanced Plant Habitat de la NASA, que está diseñado para proporcionar iluminación con energía solar para el cultivo de plantas como rábanos, pimientos y tomates.

“El cultivo de tejidos vegetales requiere niveles de luz ‘diurnos’ muy, muy bajos, lo suficiente para mantener un ritmo circadiano en el cultivo y una pequeña fracción de lo que Plant Habitat fue diseñado para producir”, dijo Reed. “Para proporcionar un nivel de luz tan bajo, los ingenieros de Redwire desarrollaron un tono de sol elegantemente simple similar al que encontraría en un vivero de plantas terrestres”.

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