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Biological Chemistry

La biología sintética resuelve el caso de la rosa azul

El pigmento indigoidina da una tonalidad no natural a las flores

by Mark Peplow
October 3, 2018 | APPEARED IN VOLUME 96, ISSUE 42

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Credit: ACS Synth. Biol.
¿Las rosas son...azules? Un nuevo tinte florece en el pétalo de una rosa blanca modificada genéticamente para producir el pigmento indigoidina.

Para los investigadores del FBI de la serie de televisión Twin Peaks, creada por David Lynch, los casos de “rosa azul” implicaban lo paranormal, lo sobrenatural, lo extraño en su máximo apogeo. Lo cierto es que es una simbología apropiada: las rosas azules no crecen de forma natural y, a pesar de llevar siglos cultivando rosas, estamos a la espera de crear una que sea indiscutiblemente azul.

Ahora, los científicos han creado lo que afirman que es la primera rosa azul modificada genéticamente (ACS Synth. Biol. 2018, DOI: 10.1021/acssynbio.8b00187). Según el bioquímico y genetista Yan Zhang, de la Universidad de Tianjin (Tianjin, China), que contribuyó a la creación de la flor, “la rosa azul representa una esperanza inalcanzable.”

El color de cada flor depende de una mezcla compleja de factores, donde los pigmentos denominados antocianinas juegan habitualmente un papel destacado. Por ejemplo, la pelargonidina proporciona una tonalidad amarilla y la cianidina roja, mientras que la delfinidina da color azul. Todos estos compuestos se preparan por vía enzimática a partir del mismo precursor, y tan sólo difieren en el número de grupos hidroxilo. Por ello, resulta muy significativo que las rosas no posean la enzima hidroxilasa, necesaria para preparar el pigmento azul delfinidina.

En 2007 las compañias Suntory y Florigene desvelaron una rosa modificada genéticamente que contenía una ruta biosintética para producir delfinidina (Plant Cell Physiol. 2007, DOI: 10.1093/pcp/pcm131), que Suntory vende ahora como la rosa azul denominada Aplauso. Es, con mucho, la rosa más azul existente, pero —sin pretender empezar una guerra de las Dos Rosas— mucha gente opina que Aplauso es realmente de color malva.

Este hecho puede ser debido a que su color está modificado por otros pigmentos, o por el entorno ácido de las células, ya que cualquiera de los dos puede virar al rojo la delfinidina. “El entorno de las células de la planta hace difícil conseguir que se vea la antocianina correcta”, comenta Sarah E. O’Connor, botánica en el John Innes Centre (Norwich, Reino Unido), quien no estuvo implicada en la investigación.

Por ello, el equipo de Zhang recurrió a un pigmento diferente, utilizando técnicas de biología sintética para ayudar a la rosa a producir indigoidina, un pigmento bacteriano azul intenso que tiene propiedades antioxidantes y antimicrobianas.

Los investigadores hicieron un círculo de ADN, conocido como plásmido, que incluía dos genes bacterianos implicados en la síntesis de la indigoidina. En conjunto, las dos enzimas producidas por estos genes convierten la L-glutamina, un aminoácido abundante en los pétalos de rosa, en el pigmento azul.

El equipo de Zhang añadió el plásmido a una bacteria del género agrobacterium, muy utilizadas para transferir genes a las plantas. Luego inyectaron en el pétalo de una rosa blanca la bacteria agrobacterium junto con acetosiringona, un compuesto que induce la transferencia de genes. Tras 12 horas el pétalo mostró un área de color azul intenso, en el que la presencia de indigoidina fue confirmada espectroscópicamente.

O’Connor sugiere que la indigoidina es probablemente menos susceptible que la delfinidina al efecto del pH y la presencia de otros pigmentos en los pétalos de las rosas, lo que explicaría su color azul más verídico. Según O’Connor, Zhang y su equipo “han eludido totalmente los factores ambientales”.

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Aunque este experimento demuestra efectivamente que la ingeniería genética para fabricar indigoidina puede volver un pétalo azul, los genes no están integrados de forma estable en el genoma de la planta, por lo que no es posible cultivar más rosas azules a partir de esta flor. Además, la aparición del color es frustrantemente breve: el tono azul se desvanece a lo largo de un día ya que el agrobacterium posee los genes que hacen que el pétalo se vuelva blanco. “Esto no es práctico para la fabricación comercial de rosas azules, pero es una buena manera de obtener una prueba de concepto”, dice O’Connor.

El equipo de investigación de Zhang planea ahora utilizar otras técnicas genéticas para modificar de forma permanente el genoma de la planta y que produzca indigoidina sin inyectarle el agrobacterium. “Esto colorearía la flor entera y lo haría hereditario”, comenta Zhang. Si esto funciona, estima que sus variedades azules podrían potencialmente llegar a un valor de 5.000 millones de dólares en el mercado mundial de rosas.

Traducción al español producida por Esteban Urriolabeitia para C&EN. La versión original (en inglés) del artículo está disponible aquí.

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