Cultivos que matan a las plagas cerrando sus genes

Las plantas estan entre muchos eucariotas que pueden apagar uno o mas de sus genes mediante el uso de un proceso llamado interferencia de ARN para bloquear la traduccion de proteinas. Los investigadores ahora estan armando esto mediante la ingenieria de cultivos para producir fragmentos de ARN especificos que, tras la ingestion de insectos, iniciar la interferencia de ARN para cerrar un gen objetivo esencial para la vida o la reproduccion, matando o esterilizando los insectos.

Las plantas estan entre muchos eucariotas que pueden apagar uno o mas de sus genes mediante el uso de un proceso llamado interferencia de ARN para bloquear la traduccion de proteinas. Los investigadores ahora estan armando esto mediante la ingenieria de cultivos para producir fragmentos de ARN especificos que, tras la ingestion de insectos, inician la interferencia de ARN para cerrar un gen objetivo esencial para la vida o la reproduccion, matando o esterilizando a los insectos. El potencial de este metodo se revisa en el proximo numero especial de Trends in Biotechnology sobre biotecnologia ambiental.

A medida que los plaguicidas quimicos aumentan la preocupacion por la resistencia a los insectos, los daños ambientales colaterales y los riesgos de exposicion humana, los metodos transgenicos se estan convirtiendo en una opcion atractiva para el control de plagas en el futuro. Por ejemplo, ciertas cepas de maiz y algodon 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 proteccion esencialmente sin costo, porque una vez que se desarrolle la variedad, la planta puede seguir usandola en lugar de necesitar aplicaciones adicionales de insecticida, dice Ralph Bock, coautor principal del estudio. Instituto Max Planck de Fisiologia de Plantas Moleculares en Alemania.

Una estrategia de interferencia de ARN tambien podria abordar cuestiones ambientales y de toxicidad humana en torno a los pesticidas quimicos. Cuando nos dirigimos a una plaga clave con tecnologia de interferencia de ARN, lo que realmente esperamos es ver una gran reduccion en el uso general de insecticidas, dice David Heckel, co-autor senior, director del Instituto Max Planck de Ecologia Quimica.

Ademas del costo de aplicacion y las ventajas ambientales, los defensores del metodo tambien apuntan a la flexibilidad de encontrar un objetivo genetico y su especificidad de especie. Mientras que los pesticidas quimicos como los organofosforados funcionan sobrecargando el sistema nervioso de un insecto, un objetivo de interferencia de ARN adecuado podria controlar algo tan esoterico, pero indispensable, como la clasificacion de proteinas celulares. Ademas, incluso cuando ciertos genes diana son similares entre especies, los fragmentos de ARN diseñados optimamente inhiben solamente una especie y sus parientes mas cercanos, en lugar de aplastar insectos no amenazantes como hacen algunos plaguicidas quimicos.

Los intentos anteriores de control de plagas a traves de modificaciones geneticas que han implicado la ingenieria de plantas para producir proteinas toxicas para ciertos insectos han suscitado inquietudes acerca de lo que sucede con esas proteinas cuando el cultivo es cosechado e ingerido. Las objeciones a las proteinas transgenicas implican preocupaciones acerca de su posible toxicidad o alergenicidad para los seres humanos, pero con la estrategia de interferencia de ARN no hay proteina que se hace, solo un poco de ARN extra, dice Bock.

La interferencia de ARN se enfrenta a multiples obstaculos antes de que pudiera funcionar para todos los cultivos principales y sus plagas. Por el lado de la planta, los cientificos aun no han encontrado una forma de transformar los genomas de cloroplastos de granos de cereales como el arroz y el maiz, la ruta mas 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 tecnologia de interferencia de ARN este a unos 6 o 7 años del campo, pero son cautelosamente optimistas sobre su potencial para cambiar el debate sobre la tecnologia de OGM en la agricultura. El escarabajo de la patata de Colorado esta casi en todo el mundo ahora, incluso llegando a China, dice Heckel. Con tal propagacion de una plaga principal que es resistente a los insecticidas, hay un buen caso para el desarrollo de una patata transgenica para intentar detener esa tendencia, y esperanzadamente demostrara bastantes ventajas para superar la oposicion a cualquier y todas las modificaciones geneticas en Cultivos .