Trabajan en la modificación genética con la infusión de un virus para eliminar espinas de las rosas

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Según la mitología griega, las rosas rojas aparecieron por primera vez cuando Afrodita se pinchó el pie con una espina y derramó sangre sobre una rosa blanca. Desde entonces, las espinas de las rosas han capturado la imaginación de innumerables poetas, amantes desamparados, y la tarea de quienes acudieron a la modificación genética para obtener cultivares que no estuvieran ‘protegidas’ por las espinas.

Pero no son las únicas plantas con estas peligrosas protuberancias, técnicamente llamadas espinas. Las espinas han evolucionado de forma independiente en especies de todo el reino vegetal. Su función principal: ahuyentar a los herbívoros. Incluso están presentes en ciertos cultivos de berenjena y arroz. Sin embargo, durante años no ha estado claro cómo este rasgo aparece con tanta frecuencia en especies no tan relacionadas.

Rosa en el Jardín Botánico de Nueva York. Algunas variedades crecen sin espinas.

Ahora, en un hallazgo revolucionario, el Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL, por Cold Spring Harbor Laboratory) ha descubierto que la misma antigua familia de genes es responsable de las espinas en muchas plantas, a pesar de millones de años de separación evolutiva.

El postdoctorando de CSHL, James Satterlee, se inspiró para investigar sobre las espinas durante un paseo por un campo donde su asesor, el profesor e investigador del HHMI, Zachary Lippman, cultiva cientos de solanáceas: tomates, patatas, o papas, como se las conoce en otros lugares, y berenjenas.

“Noté que muchas tenían espinas muy prominentes. Entonces pregunté: ‘¿Qué sabemos sobre eso? ¿Qué está pasando con esta adaptación?’ Resultó que no sabíamos casi nada", recuerdó Satterlee.

Satterlee comenzó a analizar berenjenas con científicos en España, lo que lo llevó a una familia de genes llamada Lonely Guy (LOG). Los genes de LOG normalmente son responsables de producir una hormona que provoca la división y expansión celular. Satterlee descubrió que ciertas mutaciones LOG también eliminan las espinas en las berenjenas. Lippman y Satterlee se preguntaron: ¿Podrían los genes relacionados con LOG ser responsables de las presencia y ausencia de espinas en múltiples plantas a lo largo de millones de años?

El equipo comenzó a revisar estudios previos y a ponerse en contacto con colaboradores de todo el mundo. Satterlee y Lippman trabajaron con el Jardín Botánico de Nueva York para examinar especímenes con y sin espinas. Colaboradores de la Universidad de Cornell utilizaron la edición del genoma para eliminar las espinas de las pasas del desierto, una baya forrajera originaria de Australia. Otro colega en Francia suprimió las espinas de las rosas. En total, el equipo llegó a asociar las espinas con genes relacionados con LOG en unas 20 especies.

Rosas con espinas pequeñas y con espinas desarrolladas

A la izquierda, una planta de rosa expuesta al silenciamiento genético inducido por virus; es visible la disminución de las espinas. Derecha: un espécimen de control con espinas completamente desarrolladas. Crédito de la imagen: Mohammed Bendahmane/INRAE, CNRS, Universidad de Lyon, Francia.

Lippman dice que si bien este descubrimiento podría usarse para diseñar plantas sin espinas, también tiene grandes implicaciones para comprender la evolución convergente en toda la vida. Es decir, cómo especies completamente diferentes desarrollan de forma independiente rasgos similares.

“Realmente estás interrogando sobre la vida en general: la evolución de los rasgos. ¿Cómo surgen? ¿Cómo se modifican? ¿Cuáles son los mecanismos subyacentes? ¿Qué podemos aprender sobre las cosas que damos por sentado?", remarcó.

La respuesta podría algún día convertir especies menos conocidas, como las pasas del desierto, en una nueva fruta en los supermercados. Como mínimo, debería facilitar la vida a los horticultores que eliminan las espinas de las rosas.

En nombre del traductor
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¿Es necesario eliminar las espinas en función de la manipulación genética para producir especímenes agradables a la vista o al mercado?

Con seguridad, el mundo snob en el que vivimos, hará que sean tendencia mundial las bayas silvestres de Australia, que atravesarán el mundo en aviones para llegar a mercados ávidos de novedades, cuando están a mano para consumir especies de temporada.

Es probable que productores frutales, hortícolas, deban reconvertirse. Esa reconversión hará que se reemplacen las plantas en producción por variedades con más impacto comercial.

En una de las puntas de esta cadena, estarán los productores, que demandan mejores precios de venta… y así vamos en el mundo.

Leyendas sobre las espinas
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Además de la leyenda de Afrodita, compartamos algunas más.

En la tradición cristiana, se dice que las espinas en las rosas representan el sufrimiento de Jesús en la Cruz. Se cuenta que las rosas eran originalmente sin espinas, pero que cuando la Virgen María pisó una rosa y una gota de su sangre cayó sobre ella, las rosas comenzaron a tener espinas como símbolo de la pasión de Cristo.
En algunas culturas de Oriente Medio, se cuenta la historia de que las espinas en las plantas, como las rosas, fueron creadas por un genio malvado para proteger a las hermosas flores de ser tocadas por los humanos. Así, las espinas servirían como una barrera para evitar que las personas se acercaran demasiado a la belleza de las flores.
En la mitología nórdica, se habla de una leyenda en la que las espinas en las plantas, incluidas las rosas, se originaron a partir de las lágrimas de la diosa Freya. Se dice que Freya lloró tanto por la pérdida de su esposo que sus lágrimas cayeron sobre las flores, convirtiéndolas en plantas con espinas.

Estas son solo algunas de las leyendas que existen sobre las espinas en las rosas y otras plantas en diferentes culturas alrededor del mundo.

Importante
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Citation
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Satterlee, J., et al., “Convergent evolution of plant prickles by repeated gene co-option over deep time”, Science, August 2, 2024. DOI: 10.1126/science.ado1663

Financiamiento
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National Science Foundation, European Union NextGenerationEU, Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, European Social Fund, INRAE, Hearst Foundations, Fonds de recherche du Québec, The Sibbald Trust, GFG (German Research Foundation), National Geographic Society, National Institutes of Health, Generalitat Valenciana, European Regional Development Fund, NSF Plant Genome Research Program, Howard Hughes Medical Institute

El artículo Every rose has its thorns… or does it?, publicado by Margaret Osborne, Science Writer

Core Facilites
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“The Sequencing Technologies and Analysis Shared Resource provides access to an array of high throughput Next Generation Sequencing (NGS) technologies. We offer cutting-edge technology alongside convenient in-house services for a broad range of genetic analysis.” — Project Manager Sara Goodwin, Ph.D.