La herramienta que mejoro los transgénicos .
Un transformador montado en madera contrachapada, una varilla equipada con un voltímetro y un par de tubos de vacío con bulbo pueden parecer solo una colección aleatoria de componentes. Pero Brian Martinell y Dennis McCabe los convirtieron en una herramienta que revolucionaría el fitomejoramiento y ayudaría a introducir la ingeniería genética en la agricultura. Su prototipo de pistola genética ahora se exhibe en el Museo Nacional de Historia Estadounidense del Smithsonian.
Los investigadores de Agracetus inventaron el dispositivo en 1986 y desempeñó un papel integral en el desarrollo de la soja Roundup Ready y los cultivos biotecnológicos.
El dúo se inspiró para su trabajo en el genetista de la Universidad de Cornell, John Sanford, quien, unos años antes, usó una pistola calibre .22 cargada con tungsteno para disparar microbalas forradas de ADN extraño en cebollas crudas para crear células vegetales transgénicas. Los científicos también estaban experimentando con Agrobacterium en ese momento para insertar ADN en células vegetales. Eso tuvo un éxito limitado en algunas especies de plantas a principios de la década de 1980, pero no en cultivos básicos como la soja, el maíz, el arroz y el trigo.
En las próximas semanas, DTN / Progressive Farmer explorará el pasado y el futuro de los avances de la ingeniería genética en la agricultura. En esta, la cuarta historia de nuestra serie especial llamada Gene Revolution Turns 25, examinamos cómo la pistola genética ayudó a encender la revolución de la biotecnología en la agricultura.
BRILLANTE IDEA
Agracetus, una empresa de investigación agrícola en Middleton, Wisconsin, estaba trabajando en la transformación de plantas en la década de 1980. Martinell recordó que sus colegas se rieron cuando se enteraron del trabajo de Sanford. Pero no McCabe. «Dennis me miró y dijo: ‘¡Eso es genial!'»
McCabe y Martinell crearon su propia versión de una pistola genética en 1986 a partir de piezas de estaciones de radar desechadas que McCabe compró años antes en la Universidad de Iowa. Consistía en un transformador montado en madera contrachapada, una varilla equipada con un voltímetro, un par de tubos de vacío, cables y un condensador de 15.000 voltios. Se colgaron carteles de «Peligro – Alto voltaje» en y cerca del artilugio, junto con una pegatina escrita a mano que decía: «¡El contacto con estos voltajes podría ser instantáneamente letal!»
El primer prototipo no tenía interruptores, por lo que los científicos tocaron manualmente los cables de los terminales eléctricos para crear un choque de alto voltaje para transformar una gota de agua en una onda de choque que impulsó micropartículas de oro recubiertas de ADN en el tejido vegetal. Destellos cegadores de luz y explosiones acompañaron los experimentos iniciales.
«Solo tomó un par de días armar la pistola genética para obtener la primera descarga de chispa, pero tomó un par de meses obtener algo que no explotara», dijo Martinell. «A decir verdad, era extremadamente peligroso y fatal si cometías un error. Pero éramos jóvenes e hicimos locuras. Tomamos riesgos y no nos preocupamos por eso».
Las versiones posteriores de la pistola de genes eléctricos de Martinell y McCabe se volvieron mucho más seguras, pero el principio básico siguió siendo el mismo. En 1988, utilizaron la pistola genética para crear las primeras semillas de soja modificadas genéticamente bombardeando los meristemas expuestos con partículas de oro recubiertas de ADN.
TRATO HECHO
Monsanto se enteró del éxito de Agracetus y llamó. Martinell recuerda el día en que Winston Brill, fundador y presidente de Agracetus, firmó el contrato de $ 5 millones con Monsanto para desarrollar soja Roundup Ready.
Winston vino a nuestro laboratorio diciendo que estaba listo para firmar el documento y preguntó: ‘¿De verdad crees que esto … funciona?'», Dijo Martinell. «Recuerdo claramente que Dennis y yo nos miramos y miramos hacia atrás diciendo: ‘Sí'».
Robb Fraley, ex vicepresidente ejecutivo y director de tecnología de Monsanto, ayudó a la compañía a desarrollar una cepa de bacterias que contienen genes que harían que las plantas fueran resistentes al glifosato, el ingrediente activo del herbicida Roundup. A pesar de que Monsanto estaba trabajando con Agrobacterium para entregar genes de interés en plantas hospedadoras, Fraley indicó que la pistola de genes Agracetus era más eficiente para insertar el gen de resistencia al glifosato en plantas de soja en ese momento.
Monsanto produjo las primeras semillas de soja Roundup Ready en 1989, que se comercializaron siete años después.
«La pistola genética fue una de las primeras herramientas útiles para la transformación de plantas», explicó Fraley. «Fue sorprendente pensar que se podían pegar genes en partículas de oro que podían inyectarse en las células, pero los resultados fueron convincentes».
TECNOLOGÍA ADECUADA, MOMENTO ADECUADO
En la década de 1980 y principios de la de 1990, los agricultores lucharon por controlar las malas hierbas. Roundup fue eficaz, pero no se pudo rociar al aire durante la temporada sin matar los cultivos.
«Sabíamos que los cultivos Roundup Ready serían importantes para los agricultores, pero nadie esperaba que fuera tan popular», dijo Fraley.
Agricultores como Don Willis, Hillsboro, Tennessee, adoptaron rápidamente la tecnología. Hoy en día, más del 90% de la soja, el maíz, el algodón y la canola que se cultivan en los EE. UU. Incluyen el rasgo de resistencia al glifosato.
Willis dice que fue una «obviedad» plantar soja Roundup Ready, que podía rociar una o dos veces, y tener campos limpios.
«Nuestros rendimientos de soja aumentaron rápidamente y (el programa de control de malezas) fue fácil», dijo Willis.
Peter Liebhold, curador de la División de Trabajo e Industria del Museo Nacional de Historia Estadounidense, en Washington, DC, dijo que la pistola genética Agracetus es una parte importante de la historia agrícola.
«Este es el comienzo de los OGM (organismos genéticamente modificados)», dijo Liebhold. «En la historia, a menudo hay momentos increíbles. Encontrar un artefacto que realmente conecte es difícil, pero para mí, esta es esa pieza».
Para Martinell, la pistola genética representa algo más. «Recuerdo que un amigo agricultor vino a verme (poco después de que Monsanto presentara la soja Roundup Ready en 1996) y me dijo: ‘Solo quiero darte las gracias. Me has facilitado la vida'», recordó. «Fue genial saber que algo con lo que ayudé estaba en el campo».
