Cultivos que matan a las plagas cerrando sus genes

Las plantas están entre muchos eucariotas que pueden “apagar” uno o más de sus genes mediante el uso de un proceso llamado interferencia de ARN para bloquear la traducción de proteínas. Los investigadores ahora están armando esto mediante la ingeniería de cultivos para producir fragmentos de ARN específicos que, tras la ingestión de insectos, iniciar la interferencia de ARN para cerrar un gen objetivo esencial para la vida o la reproducción, matando o esterilizando los insectos.

Las plantas están entre muchos eucariotas que pueden “apagar” uno o más de sus genes mediante el uso de un proceso llamado interferencia de ARN para bloquear la traducción de proteínas. Los investigadores ahora están armando esto mediante la ingeniería de cultivos para producir fragmentos de ARN específicos que, tras la ingestión de insectos, inician la interferencia de ARN para cerrar un gen objetivo esencial para la vida o la reproducción, matando o esterilizando a los insectos. El potencial de este método se revisa en el próximo número especial de Trends in Biotechnology sobre biotecnología ambiental.

A medida que los plaguicidas químicos aumentan la preocupación por la resistencia a los insectos, los daños ambientales colaterales y los riesgos de exposición humana, los métodos transgénicos se están convirtiendo en una opción atractiva para el control de plagas en el futuro. Por ejemplo, ciertas cepas de maíz y algodón han sido modificadas para producir toxinas proteicas de la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt) que envenenan ciertos gusanos, escarabajos y polillas. La interferencia de ARN añade otro grado de sutileza, al interrumpir los genes esenciales en las plagas que consumen los cultivos.

“El control de plagas basado en la interferencia de ARN puede proporcionar protección esencialmente sin costo, porque una vez que se desarrolle la variedad, la planta puede seguir usándola en lugar de necesitar aplicaciones adicionales de insecticida”, dice Ralph Bock, coautor principal del estudio. Instituto Max Planck de Fisiología de Plantas Moleculares en Alemania.

Una estrategia de interferencia de ARN también podría abordar cuestiones ambientales y de toxicidad humana en torno a los pesticidas químicos. “Cuando nos dirigimos a una plaga clave con tecnología de interferencia de ARN, lo que realmente esperamos es ver una gran reducción en el uso general de insecticidas”, dice David Heckel, co-autor senior, director del Instituto Max Planck de Ecología Química.

Además del costo de aplicación y las ventajas ambientales, los defensores del método también apuntan a la flexibilidad de encontrar un objetivo genético y su especificidad de especie. Mientras que los pesticidas químicos como los organofosforados funcionan sobrecargando el sistema nervioso de un insecto, un objetivo de interferencia de ARN adecuado podría controlar algo tan esotérico, pero indispensable, como la clasificación de proteínas celulares. Además, incluso cuando ciertos genes diana son similares entre especies, los fragmentos de ARN diseñados óptimamente inhiben solamente una especie y sus parientes más cercanos, en lugar de aplastar insectos no amenazantes como hacen algunos plaguicidas químicos.

Los intentos anteriores de control de plagas a través de modificaciones genéticas que han implicado la ingeniería de plantas para producir proteínas tóxicas para ciertos insectos han suscitado inquietudes acerca de lo que sucede con esas proteínas cuando el cultivo es cosechado e ingerido. “Las objeciones a las proteínas transgénicas implican preocupaciones acerca de su posible toxicidad o alergenicidad para los seres humanos, pero con la estrategia de interferencia de ARN no hay proteína que se hace, sólo un poco de ARN extra”, dice Bock.

La interferencia de ARN se enfrenta a múltiples obstáculos antes de que pudiera funcionar para todos los cultivos principales y sus plagas. Por el lado de la planta, los científicos aún no han encontrado una forma de transformar los genomas de cloroplastos de granos de cereales como el arroz y el maíz, la ruta más directa para producir suficientes fragmentos de ARN para eliminar las plagas a una tasa alta. En el lado del insecto, las plagas prominentes tales como algunas orugas pueden degradar esos fragmentos, impidiendo el cierre del gen objetivo.

Bock y Heckel esperan que la tecnología de interferencia de ARN esté a unos 6 o 7 años del campo, pero son cautelosamente optimistas sobre su potencial para cambiar el debate sobre la tecnología de OGM en la agricultura. “El escarabajo de la patata de Colorado está casi en todo el mundo ahora, incluso llegando a China”, dice Heckel. “Con tal propagación de una plaga principal que es resistente a los insecticidas, hay un buen caso para el desarrollo de una patata transgénica para intentar detener esa tendencia, y esperanzadamente demostrará bastantes ventajas para superar la oposición a cualquier y todas las modificaciones genéticas en Cultivos “.

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Comentarios

  1. Ivan Garzon

    Sería importante hablar algo sobre silenciamiento de genes que es una tecnología que ya se viene utilizando

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