La bacteria ice-minus es un nombre común dado a una variante de la bacteria común Pseudomonas syringae ( P. syringae ). Esta cepa de P. syringae carece de la capacidad de producir una determinada proteína de superficie, que normalmente se encuentra en la P. syringae de tipo salvaje . La proteína "ice-plus" (proteína INA, proteína "activa para la nucleación del hielo") que se encuentra en la pared celular bacteriana externa actúa como centro de nucleación de los cristales de hielo. [1] Esto facilita la formación de hielo, de ahí la designación "ice-plus". La variante ice-minus de P. syringae es un mutante , que carece del gen responsable de la producción de la proteína de superficie que nuclea el hielo. Esta falta de proteína de superficie proporciona un entorno menos favorable para la formación de hielo. Ambas cepas de P. syringae se producen de forma natural, pero la tecnología del ADN recombinante ha permitido la eliminación sintética o la alteración de genes específicos, lo que permite crear la cepa ice-minus a partir de la cepa ice-plus en el laboratorio.
La naturaleza nucleadora de hielo de P. syringae incita el desarrollo de heladas, congelando los brotes de la planta y destruyendo el cultivo en desarrollo. La introducción de una cepa de P. syringae sin hielo en la superficie de las plantas reduciría la cantidad de nucleación de hielo presente, lo que generaría mayores rendimientos de los cultivos. La forma recombinante se desarrolló como un producto comercial conocido como Frostban . Las pruebas de campo de Frostban en 1987 fueron la primera liberación de un organismo modificado genéticamente en el medio ambiente. Las pruebas fueron muy controvertidas e impulsaron la formación de la política biotecnológica de EE. UU. Frostban nunca se comercializó.
Para crear sistemáticamente la cepa ice-minus de P. syringae , su gen formador de hielo debe aislarse, amplificarse, desactivarse y reintroducirse en la bacteria P. syringae . Los siguientes pasos se utilizan a menudo para aislar y generar cepas ice-minus de P. syringae :
Solo en los Estados Unidos, se ha estimado que las heladas son responsables de aproximadamente mil millones de dólares en daños a los cultivos cada año. [ cita requerida ] Como P. syringae habita comúnmente en las superficies de las plantas, su naturaleza nucleadora de hielo incita el desarrollo de heladas, congelando los brotes de la planta y destruyendo el cultivo en desarrollo. La introducción de una cepa sin hielo de P. syringae en la superficie de las plantas generaría competencia entre las cepas. Si la cepa sin hielo ganara, el nucleado de hielo proporcionado por P. syringae ya no estaría presente, lo que reduciría el nivel de desarrollo de heladas en las superficies de las plantas a una temperatura normal de congelación del agua: 0 °C (32 °F). Incluso si la cepa sin hielo no ganara, la cantidad de nucleado de hielo presente de P. syringae con hielo se reduciría debido a la competencia. Los niveles reducidos de generación de heladas a una temperatura normal de congelación del agua se traducirían en una menor cantidad de cultivos perdidos debido al daño por heladas, lo que generaría mayores rendimientos de los cultivos en general.
En 1961, Paul Hoppe, del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, estudió un hongo del maíz moliendo las hojas infectadas cada temporada y luego aplicando el polvo para probar el maíz de la temporada siguiente para rastrear la enfermedad. [2] Ese año se produjo una helada sorpresa que dejó resultados peculiares. Solo las plantas infectadas con el polvo enfermo sufrieron daños por heladas, dejando a las plantas sanas sin congelar. Este fenómeno desconcertaría a los científicos hasta que el estudiante de posgrado Stephen Lindow de la Universidad de Wisconsin-Madison con DC Arny y C. Upper encontró una bacteria en el polvo de hojas secas a principios de la década de 1970. Lindow, ahora fitopatólogo en la Universidad de California-Berkeley , descubrió que cuando esta bacteria en particular se introducía en plantas donde originalmente estaba ausente, las plantas se volvían muy vulnerables al daño por heladas. Luego identificaría la bacteria como P. syringae , investigaría el papel de P. syringae en la nucleación del hielo y, en 1977, descubriría la cepa mutante ice-minus. Más tarde también logró desarrollar con éxito la cepa ice-minus de P. syringae mediante tecnología de ADN recombinante. [3]
En 1983, Advanced Genetic Sciences (AGS), una empresa de biotecnología, solicitó autorización del gobierno de los EE. UU. para realizar pruebas de campo con la cepa ice-minus de P. syringae , pero los grupos ambientalistas y los manifestantes retrasaron las pruebas de campo durante cuatro años con desafíos legales. [4] En 1987, la cepa ice-minus de P. syringae se convirtió en el primer organismo genéticamente modificado (OGM) en ser liberado al medio ambiente [5] cuando un campo de fresas en California fue rociado con la cepa ice-minus de P. syringae . Los resultados fueron prometedores, mostrando un menor daño por heladas a las plantas tratadas. Lindow también realizó un experimento en un cultivo de plántulas de papa rociadas con P. syringae ice-minus . Tuvo éxito en proteger el cultivo de papa del daño por heladas con una cepa de P. syringae ice-minus . [6]
En la época en que Lindow realizó su trabajo sobre la bacteria P. syringae sin hielo , la ingeniería genética se consideraba muy controvertida. Jeremy Rifkin y su Fundación sobre Tendencias Económicas (FET) demandaron al NIH en un tribunal federal para retrasar los ensayos de campo, argumentando que el NIH no había realizado una evaluación de impacto ambiental y no había explorado los posibles efectos que las bacterias "sin hielo" podrían tener sobre los ecosistemas e incluso sobre los patrones climáticos globales. [4] [7] Una vez que se concedió la aprobación, ambos campos de prueba fueron atacados por grupos activistas la noche anterior a las pruebas: "El primer sitio de prueba del mundo atrajo al primer destructor de campos del mundo". [5] La BBC citó a Andy Caffrey de Earth First! :"Cuando oí por primera vez que una empresa de Berkley estaba planeando liberar estas bacterias Frostban en mi comunidad, literalmente sentí que me clavaban un cuchillo. Una vez más, por un dólar, la ciencia, la tecnología y las corporaciones iban a invadir mi cuerpo con nuevas bacterias que no existían antes en el planeta. Ya había sido invadido por el smog, por la radiación, por los químicos tóxicos en mi comida, y yo simplemente no iba a soportarlo más". [5]
El éxito de la impugnación legal de Rifkin obligó a la administración Reagan a desarrollar más rápidamente una política regulatoria general para orientar la toma de decisiones federales sobre biotecnología agrícola. En 1986, la Oficina de Política Científica y Tecnológica publicó el Marco Coordinado para la Regulación de la Biotecnología , que sigue rigiendo las decisiones regulatorias de los Estados Unidos. [4]
La controversia alejó a muchas empresas de biotecnología del uso de microorganismos genéticamente modificados en la agricultura. [8]