Las variedades de uvas usadas para elaboración de vino enfrentan el ataque de hongos, especialmente en las nuevas regiones vineras, situación que empeorará por el cambio climático. Los programas de mejoramiento convencional para desarrollar uvas resistentes a hongos y enfermedades son largos y pueden afectar su sabor y olor, sin embargo, las nuevas técnicas de edición génica pueden acelerar el proceso sin afectar características apreciadas en las uvas.
Chardonnay es una cepa de uva usada entre los vinos más populares y reconocibles del mundo. Los genes de esta uva han sido esencialmente transmitidos desde una sola planta en el este de Francia hace siglos. Esta consistencia genética puede ser vista como algo bueno, ya que mantiene la uva de forma reconocible. Pero sus genes también son responsables de cómo reacciona al medio ambiente, incluyendo las plagas y enfermedades comunes a cualquier viña.
Uno de esos flagelos globales es lo que se conoce como "mildiu de la vid", un patógeno de tipo fúngico que puede descomponer las frutas y despojar las hojas de una planta para que sus uvas no puedan producir suficiente azúcar para fermentar en buen vino.
En una región nativa de una vid, la planta puede haber desarrollado una resistencia natural al mildiu y otras enfermedades. Pero cuando los viticultores trasladan variedades antiguas hacia nuevas regiones vineras, las vides pueden quedar especialmente vulnerables a las plagas locales.
¿Un ejemplo? Nueva Jersey, EE.UU. Este estado puede no ser especialmente conocido por el vino, pero la producción ha aumentado en los últimos años. Un problema importante son los veranos calurosos y húmedos de Nueva Jersey, una receta perfecta para la putrefacción por hongos.
"Cada viñedo en Nueva Jersey está lidiando con el mildiu", dice Peter Oudemans, un patólogo de plantas en la Universidad de Rutgers. "Es una enfermedad común y bastante devastadora".
El moho puede empeorar a medida que el cambio climático altera las regiones vinícolas de todo el mundo. Por ahora, tanto los agricultores convencionales como los orgánicos mantienen sus viñas libres de enfermedades a través de una combinación de prácticas como la poda y los pesticidas.
En Nueva Jersey, los viticultores pulverizan fungicidas de 6 a 12 veces por temporada para controlar el moho, de acuerdo con el Centro de Nueva Jersey de Investigación de Vino y Educación. Pero una nueva técnica de modificación genética, CRISPR (abreviatura de Clustered Regularmente Interspaced Short Palindromic Repeats), puede permitir a los científicos modificar los genes de la uva Chardonnay para que se vuelva resistente al mildiu.
"Mi esperanza es que podamos modificar la planta internamente para reducir la infección", dice Rong Di, un patólogo de plantas y biólogo molecular de Rutgers. Su equipo está probando CRISPR en una variedad de uva llamada Dijon Chardonnay 76. Su trabajo está siendo financiado por el Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura, sección del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA).
"El hongo siempre estará allí", dice Di. "Pero si las plantas pueden resistentes, no tenemos que rociar tanto".
¿Pero aceptarán los consumidores una tecnología nueva y a veces polémica para salvar una vieja tradición? Si no, ¿cuál es la alternativa?
Primer plano de la hoja de uva de uva afectada por el mildiu (Plasmopara vitikola)
Una uva CRISPR
Los genes son un modelo básico de la vida, un código que proporciona instrucciones sobre cómo un ser vivo se verá y funcionará. Los genes también son heredables. En el mejoramiento tradicional de la uva, las uvas son cruzadas para lograr características específicas.
Pero el mejoramiento tradicional puede ser arduo. Realiza mejoramiento para lograr un rasgo deseado, y podrías perder otro rasgo vital. Por ejemplo, cuando los mejoradores tratan de mejorar la tolerancia al estrés ambiental de una uva, se arriesgan a cambiar sus sabores.
"Chardonnay es altamente valorada en todo el mundo. La gente sabe y reconoce el sabor de Chardonnay", dice Oudemans. "Ahora, si comienzas a jugar con Chardonnay en términos de mejoramiento convencional, vas a cambiar el perfil de sabor y olor a un punto que ya no puede ser Chardonnay".
CRISPR adopta un enfoque radicalmente diferente. Es un tipo de edición de genes, a menudo comparado con un procesador biolde palabras biológico. Si los genes son un código, entonces CRISPR permite a los científicos añadir, eliminar o reemplazar pequeños fragmentos de ese código.
Rong Di pretende utilizar CRISPR para editar los genes de Chardonnay para que la vid resista al mildiu, esencialmente desactivar genes específicos para hacer más difícil para el hongo poder infectar la planta.
Plántulas de uva editada con CRIPS creciendo en contenedores en el laboratorio de Rong Di.
¿Cambiando las tradiciones?
Los primeros resultados de laboratorio de Di ya están en marcha, pero estos son experimentos de prueba de concepto en una planta con flores llamada Arabidopsis, de la familia de la mostaza. Los científicos utilizan Arabidopsis como un modelo de laboratorio, en parte porque es fácil de crecer en interiores y tiene un ciclo de vida rápido. De acuerdo con Di, la versión de estas plantas editadas con CRISPR "han mostrado resistencia" a un tipo de mildiu único para esta especie.
Se necesitarán muchos más experimentos para que las uvas editadas con CRISPR funcionen en el laboratorio y los invernaderos experimentales. Y tardará aún más antes de que las uvas lleguen a los viñedos de Nueva Jersey – si es que llega. Además de las realidades técnicas y si los consumidores aceptan la tecnología, también puede enfrentar obstáculos en la etapa de regulación.
Pero hay otra opción. A los aficionados al Chardonnay podría no gustarles, pero ¿Por qué no abandonar la uva y buscar nuevas variedades locales?
Bruce Reisch, genetista y mejorador de uva vinífera en la Universidad de Cornell, está haciendo precisamente eso.
El equipo de Reisch está examinando el ADN de uvas de vino menos conocidas para encontrar genes que proporcionan resistencia natural al mildiu de la vid y otras enfermedades. Luego, los científicos cruzan las uvas resistentes con contrapartes muy conocidas para crear una descendencia que es sabrosa y más fácil de cultivar en la región.
"Los productores y el mercado están todos condicionados a aceptar ciertas variedades populares: Merlot, Chardonnay, Cabernet", dice Reisch. Sus uvas son diferentes. "Pueden tener cualidades que podrían ser similares a las variedades de élite, pero éstas serían variedades completamente nuevas".
Encontrar un mercado para estas uvas desconocidas puede ser un desafío. Los compradores de vinos pueden pasar por alto algo nuevo. Pero Reisch dice que vale la pena. La mayoría de las uvas populares de hoy son primos cercanos, susceptibles a enfermedades y difíciles de cultivar sin pesticidas.
Más diversidad genética haría un stock más saludable, dice Reisch, lo cual es beneficioso para la viticultura en el largo plazo.
¿Es un organismo genéticamente modificado – o transgénico?
Como la mayoría de los científicos que trabajan con CRISPR, Di argumenta que su trabajo no tiene nada que ver con los organismos genéticamente modificados (OGMs), o transgénicos, un término atascado en la controversia.
Si bien el significado de OGM no siempre está claro, generalmente se refiere a una técnica que toma información genética de una especie y la inserta en el ADN de una completamente diferente – mediante técnicas de ingeniería genética.
Algunos de los OGMs más comunes se modifican con genes que producen toxinas bacterianas, las cuales matan a insectos plaga específicos, o genes que hacen que las cosechas sean tolerantes al herbicida glifosato para un mejor control de las malezas.
En algunos aspectos, CRISPR puede ser muy diferente de estas técnicas antiguas de desarrollo de OGMs ya que permite cambios genéticos más refinados. En lugar de insertar un fragmento de código genético de otra especie, CRISPR puede cambiar sólo un pequeño fragmento del genoma dentro de la planta objetivo.
Pero mientras que CRISPR permite cambios más pequeños, todavía podría ser utilizado para hacer cambios más drásticos. Esto incluye la inserción de genes de otras especies, dice Jennifer Kuzma, profesor de política científica y tecnológica y co-director del Centro de Ingeniería Genética y Sociedad de la Universidad Estatal de Carolina del Norte.
"No creo que se pueda generalizar sobre la edición de genes o CRISPR", dice ella.
Los defensores de CRISPR tienden a centrarse en las formas más sutiles en que puede cambiar una planta, mientras que los que se oponen a los alimentos biotecnológicos subrayan las posibilidades más drásticas. "La verdad está en algún punto intermedio", dice Kuzma. Y depende de la aplicación.
El trabajo de Di implica ajustes relativamente pequeños, una decisión consciente de evitar la controversia pública. "Hay preocupaciones sociales por los OGMs", dice. "El debate ya está ahí".