Un jardín puede ser un entorno competitivo. Las plantas y los microorganismos invisibles en el suelo necesitan un espacio precioso para crecer. Y para ganar ese espacio, un microbio puede producir y usar productos químicos que matan a sus competidores de plantas. Pero el microbio también necesita inmunidad desus propios venenos.
Al buscar ese escudo protector en los microorganismos, específicamente los genes que pueden hacerlo, un equipo de ingenieros y científicos de la UCLA descubrió un nuevo tipo de herbicida potencialmente eficaz. Este hallazgo podría conducir a la primera nueva clase de herbicidas comercialesen más de 30 años, un resultado importante ya que las malezas continúan desarrollando resistencia a los regímenes actuales de herbicidas.
Utilizando una técnica que combina la ciencia de datos y la genómica, el equipo encontró el nuevo herbicida buscando en los genes de miles de hongos uno que pudiera proporcionar inmunidad contra los venenos fúngicos. Este enfoque se conoce como "minería del genoma dirigida por genes de resistencia".
El estudio, que fue publicado en Naturaleza también señala el potencial de este enfoque basado en la genómica para ser utilizado en medicina, con aplicaciones que van desde nuevos antibióticos hasta medicamentos avanzados para combatir el cáncer.
"Los microorganismos son muy inteligentes para protegerse de las potentes moléculas que hacen para matar a sus enemigos", dijo Yi Tang, investigador co-principal del estudio y profesor de ingeniería química y biomolecular de la UCLA, y de química y bioquímica ".La presencia de estos genes de resistencia proporciona una ventana a las funciones de las moléculas y puede permitirnos descubrir estas moléculas y aplicarlas a diversas aplicaciones en la salud humana y la agricultura ".
Por ejemplo, si se encuentra un gen de resistencia que protege a un microorganismo de un producto antibacteriano, existe la posibilidad de que el microorganismo también tenga genes para producir ese mismo compuesto antibacteriano. Ese descubrimiento podría conducir a nuevos medicamentos antibacterianos.
El nuevo herbicida actúa inhibiendo la función de una enzima que es necesaria para la supervivencia de las plantas. La enzima es un catalizador clave en una importante vía metabólica que produce aminoácidos esenciales. Cuando esta vía se interrumpe, las plantas mueren.
Esta ruta no está presente en los mamíferos, incluidos los humanos, por lo que ha sido un objetivo común en la investigación y el desarrollo de herbicidas. El nuevo herbicida funciona en una parte diferente de la ruta que los herbicidas actuales. Un producto comercial que lo use lo haríarequieren más investigación y aprobación regulatoria.
"Un aspecto emocionante del trabajo es que no solo descubrimos un nuevo herbicida, sino también su objetivo exacto en la planta, abriendo la posibilidad de modificar los cultivos para que sean resistentes a un producto comercial basado en este herbicida", dijo el estudio.-principal investigador Steven Jacobsen, profesor de biología molecular, celular y del desarrollo en la Universidad de UCLA e investigador del Instituto Médico Howard Hughes. "Estamos buscando trabajar con grandes compañías agroquímicas para desarrollar aún más este prometedor liderazgo".
Para confirmar la eficacia del nuevo herbicida, el equipo de UCLA probó el producto producido por hongos en una planta común utilizada en estudios de laboratorio llamada Arabidopsis. En experimentos, el producto mató a las plantas después de que se rociaron con él. Los investigadores también implantaronel gen de resistencia del hongo a los genomas de Arabidopsis. Las plantas que tenían implantado el gen de resistencia eran inmunes al herbicida.
"La aparición de malezas resistentes a los herbicidas está frustrando todas las clases de herbicidas en uso; de hecho, no ha habido un nuevo tipo comercializado en los últimos 30 años", dijo Yan Yan, un estudiante graduado de ingeniería química de la UCLA que fue líderautor del artículo: "Creemos que este nuevo y poderoso herbicida, combinado con cultivos que son inmunes a él, complementará los esfuerzos urgentes para superar la resistencia a las malezas".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería de UCLA Samueli . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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