Las plantas se encuentran entre muchos eucariotas que pueden "desactivar" 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, al ser ingeridos por insectos, inicie la interferencia de ARN para apagar un gen objetivo esencial para la vida o la reproducción, matando o esterilizando a los insectos. El potencial de este método se revisa en Tendencias en biotecnología próxima edición especial sobre biotecnología ambiental.
A medida que los pesticidas químicos plantean preocupaciones sobre la resistencia a los insectos, el daño ambiental colateral y los riesgos de exposición humana, los métodos transgénicos se están convirtiendo en una opción atractiva para el control futuro de plagas. Por ejemplo, ciertas cepas de maíz y algodón se han modificado para producir toxinas proteicas a partir debacteria Bacillus thuringiensis Bt que envenena a ciertos gusanos, escarabajos y polillas. La interferencia de ARN agrega otro grado de sutileza, al cerrar genes esenciales en las plagas que consumen cultivos.
"El control de plagas basado en la interferencia de ARN puede proporcionar protección prácticamente sin costo porque una vez que se desarrolla la variedad, la planta puede seguir usándola en lugar de necesitar aplicaciones adicionales de insecticida", dice el director co-autor Ralph Bock, directoren el Instituto Max Planck de Fisiología Molecular de Plantas en Alemania.
Una estrategia de interferencia de ARN también podría abordar las cuestiones de toxicidad ambiental y humana en torno a los pesticidas químicos. "Cuando nos enfocamos en 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 co-autor principal David Heckel, director del Instituto Max Planck de Ecología Química.
Además del costo de la aplicación y las ventajas ambientales, los defensores del método también señalan 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 algocomo esotérico, pero indispensable, como clasificación de proteínas celulares. Además, incluso cuando ciertos genes objetivo son similares en todas las especies, los fragmentos de ARN diseñados de manera óptima solo inhiben una especie y sus parientes más cercanos, en lugar de abrumar a los insectos no amenazantes como lo hacen algunos pesticidas químicos.
Los intentos anteriores de control de plagas a través de modificaciones genéticas que han involucrado a las plantas de ingeniería para producir proteínas tóxicas para ciertos insectos han generado inquietudes sobre lo que les sucede a esas proteínas cuando el cultivo se cosecha e ingiere ". Las objeciones a las proteínas transgénicas involucran preocupaciones sobre su posibletoxicidad o alergenicidad para los humanos, pero con la estrategia de interferencia de ARN no se produce proteína, solo algo de ARN adicional ", dice Bock.
La interferencia de ARN enfrenta múltiples obstáculos antes de que pueda funcionar para todos los cultivos principales y sus plagas. Por el lado de las plantas, los científicos aún no han encontrado una manera de transformar los genomas del cloroplasto de los cereales como el arroz y el maíz, la ruta más directa aproduciendo suficientes fragmentos de ARN para eliminar las plagas a gran velocidad. En el lado de los insectos, las plagas prominentes como algunas orugas pueden degradar esos fragmentos, evitando el cierre del gen objetivo.
Bock y Heckel esperan que la tecnología de interferencia de ARN esté a aproximadamente 6 a 7 años de distancia 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 la propagación de una plaga principal que es resistente a los insecticidas, existe un buen caso para el desarrollo de una papa transgénica para tratar de detener esa tendencia, y con suerte demostrará suficientes ventajas para superarla oposición a todas y cada una de las modificaciones genéticas en los cultivos "
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