La empresa estatal brasileña, Embrapa, presentó el pasado 7 de junio una solicitud de patente para una nueva metodología de producción de plantas resistentes a insectos plaga mediante la tecnología de ARN de interferencia.
Una investigación supervisada por el Dr. Francisco Aragão desarrolló plantas de lechuga resistentes a la mosca blanca, uno de los peores flagelos que enfrenta la agricultura mundial. Este insecto es capaz de causar daños directos e indirectos a los cultivos agrícolas, además de ser vectores de más de un centenar de virus descritos en diferentes partes del mundo, y también absorbe nutrientes de las plantas, causando su deterioro.
El nuevo método se basa en el uso de la tecnología de ARN de interferencia para silenciar genes vitales en la supervivencia de insectos plaga. Esta tecnología, utilizada actualmente por varios países en áreas diversas como la salud, la agricultura y la industria, entre otros, permite a los científicos interferir la cadena genética de los individuos, modificar las funciones o silenciar genes.
Para entender esta técnica, es necesario comprender mejor el funcionamiento del proceso de regulación de la expresión génica. A nivel celular, las plantas, los animales o los seres humanos expresan sus genes para la síntesis de ARN y proteínas. La expresión de estos genes determinan las características genéticas responsables de la formación de los individuos (por ejemplo, la altura, el color, la productividad, la apariencia, etc.). La síntesis de proteínas se produce con la participación de moléculas de ARN, tales como el ARN mensajero cuya función es la de «informar» el orden correcto de los aminoácidos (o “bloques”) que conforman cada proteína.
Con la evolución de los conocimientos científicos, se descubrió que es posible cambiar las características genéticas de algunos organismos a partir de pequeños ARNs reguladores que actúan en la fase posterior de la transcripción – cuando se elabora el ARN mensajero que llevara el “mensaje” con el orden de los aminoácidos que conformaran la proteína final. Esta técnica, llamada “interferencia de ARN” o “ARN de interferencia” es el proceso por el cual pequeños ARNs pueden bloquear la expresión génica.
Tecnología
En este caso, según ha explicado el Dr. Francisco Aragão, se utilizaron fragmentos de ARNs pequeños conocidos como ARNsi (ARN interferente pequeño) para silenciar genes vitales de la mosca blanca. Este insecto es una de las peores plagas y se encuentra en todos los países tropicales, como Brasil y Nigeria. En Brasil, ataca a casi todos los cultivos de importancia socioeconómica, especialmente tomates, frijoles y soja. El control químico es cada vez más difícil debido a lo largo de los años, ya que el insecto ha adquirido resistencia a los pesticidas utilizados en los cultivos.
El análisis genético desarrollado en la sección “Recursos Genéticos y Biotecnología” de Embrapa mostró a los investigadores que los pequeños fragmentos de ARN de la mosca blanca fueron capaces de silenciar un gen esencial para su supervivencia. «Es un gen de una proteína de la bomba de protones que se encuentra en las membranas celulares, sin la cual no se ocurre la producción de energía para que la célula sobreviva», explica Francisco Aragón.
Armado con este conocimiento, los científicos han clonado estas secuencias de genes y empezó a alimentar a las moscas con ellos. «Los resultados fueron sorprendentes. En cuatro días, la población de mosca blanca se redujo a un cuarto,» dice el investigador.
El proceso
Después de las pruebas de laboratorio in vitro, los científicos decidieron transformar genéticamente una planta de lechuga mediante la inserción de genes para la producción de fragmentos de ARNsi. La lechuga fue elegida porque es una planta de fácil procesamiento, por lo que se utiliza a menudo como un modelo, y también porque es una de las preferencias alimentarias de la mosca blanca.
El resultado
Los resultados obtenidos con las plantas de lechuga modificadas (GM) genéticamente fueron aún más significativos según explica el Dr. Aragão. Las moscas que se alimentaron de las plantas no transgénicas fueron capaces de poner 300 huevos por planta. Las que se alimentaron con la lechuga GM sólo colocaron 20 huevos.
Y lo que es mejor: los científicos han demostrado que la tecnología es capaz de causar efectos en futuras generaciones del insecto. «Esto significa que de los 20 huevos, no habrá ninguna mosca blanca adulta en la segunda generación», afirma Aragão.
El futuro
El siguiente paso es transferir estas características en plantas de soja y tomate, que son las principales víctimas de la mosca blanca en los cultivos brasileños. La investigación con el tomate ya se están iniciando y en la soja debe comenzar pronto.
Los científicos también planean invertir en pruebas más profundas para evaluar si la modificación genética puede causar daño a otros insectos y seres vivos que se alimentan de las plantas. Las pruebas iniciales han demostrado que no, pero hay que ampliarlos. «La probabilidad de afectar a otros seres vivos es muy baja debido a que los fragmentos de ARN se extrajeron específicamente del genoma de la mosca blanca,» dice el investigador.
La patente
Además de proteger el conocimiento generado, la patente es importante según el Dr. Aragão, ya que ayuda a Embrapa a negociar esta tecnología con los futuros socios.