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Fabrican feromonas que actúan como pesticidas naturales en plantas de tabaco

Investigadores del Instituto Earlham en Norwich mediante el uso de técnicas de ingeniería genética de precisión, consiguieron transformar las plantas de tabaco en fábricas de feromonas sexuales que consiguen espantar a insectos, sin necesidad de pesticidas. Además, demuestran que la producción de estas moléculas se puede gestionar de manera eficiente para no obstaculizar el crecimiento normal de las plantas.

El descubrimiento fue publicado en la revista Plant Biotechnology, donde los investigadores explicaron que las feromonas son sustancias químicas complejas producidas y liberadas por un organismo para comunicarse y permiten que los miembros de la misma especie envíen señales. En los cultivos se pueden colgar dispersores de feromonas para imitar las señales de los insectos hembra, atrapando o distrayendo a los machos para que no encuentren pareja.

Detallaron que algunas de estas moléculas se pueden producir mediante procesos químicos, pero la síntesis química suele ser costosa y genera productos que pueden ser tóxicos, pero mediante la ingeniería genética y la ciencia de vanguardia, puede hacer este proceso de forma natural para que sean las propias plantas quienes produzcan esta alternativa a los pesticidas y es lo que realizó el equipo de Nicola Patron, quien dirige el Grupo de Biología Sintética en el Instituto Earlham.

Tabaco como pesticida

La biología sintética aplica principios de ingeniería a los componentes básicos de la vida, el ADN. Al crear módulos genéticos con las instrucciones para construir nuevas moléculas, los investigadores convirtieron una planta como el tabaco en una fábrica que solo necesita luz solar y agua.

En este último trabajo, el equipo trabajó con científicos del Instituto de Biología Celular y Molecular de Plantas de la Universidad Politécnica de Valencia para diseñar una especie de tabaco, Nicotiana benthamiana, para producir feromonas sexuales de polilla. La misma planta fue diseñada previamente para producir anticuerpos contra el ébola e incluso partículas similares a las del coronavirus para su uso en vacunas contra el covid.

El Grupo construyó nuevas secuencias de ADN en el laboratorio para imitar los genes de las polillas e introdujo algunos interruptores moleculares para regular con precisión su expresión, lo que activa y desactiva de manera efectiva el proceso de fabricación.

Un componente importante de la nueva investigación fue la capacidad de ajustar la producción de feromonas, ya que obligar a las plantas a construir continuamente estas moléculas tiene sus inconvenientes.  A medida que aumentamos la eficiencia, se desvía demasiada energía del crecimiento y desarrollo normales. Las plantas están produciendo muchas feromonas, pero no pueden crecer mucho, lo que esencialmente reduce la capacidad de nuestra línea de producción. Nuestra nueva investigación proporciona una forma de regular la expresión génica con mucha más sutileza”, explicó el investigador Nicola Patron.

Detallaron que en el laboratorio, el equipo se dedicó a probar y refinar el control de los genes responsables de producir la mezcla de moléculas específicas que imitan las feromonas sexuales de las polillas, incluidas las polillas del gusano de la naranja y del algodón. Demostraron que el sulfato de cobre podría usarse para ajustar con precisión la actividad de los genes, permitiéndoles controlar tanto el momento como el nivel de expresión génica. Esto es particularmente importante ya que el sulfato de cobre es un compuesto económico y fácilmente disponible que ya ha sido aprobado para su uso en la agricultura.

Incluso pudieron controlar cuidadosamente la producción de diferentes componentes de feromonas, lo que les permitió modificar el cóctel para adaptarse mejor a especies específicas de polillas. “Obtener la receta correcta es particularmente importante para las feromonas de polilla, ya que a menudo son una mezcla de dos o tres moléculas en proporciones específicas.  El equipo espera que su trabajo allane el camino para el uso rutinario de plantas para producir una amplia gama de valiosos productos naturales”, detalló Patron.

Fuente: ABC.es

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