Simple, rápido y flexible: podría ser significativamente más fácil vacunar plantas contra virus en el futuro. Científicos de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg MLU, el Instituto Leibniz de Bioquímica de Plantas IPB y el Consejo Nacional de Investigación en Italia CNR han desarrollado un nuevo método para este propósito. Permite la identificación rápida y la producción de sustancias adaptadas con precisión que combaten diferentes patógenos. Los investigadores discuten su trabajo en la próxima edición de la revista " Investigación de ácidos nucleicos . "
El nuevo método se basa en un programa de defensa molecular de plantas que se desencadena, por ejemplo, por infecciones virales. Durante un ataque de virus, las células de la planta sirven como huésped para multiplicar el virus, lo que resulta en la creación de ribonucleicos viralesmoléculas de ácido ARN. Las plantas pueden detectar y cortar estas moléculas usando unas tijeras enzimáticas especiales. Este proceso produce "pequeños ARN interferentes" ARNip que se extienden por toda la planta y pueden iniciar una segunda etapa de defensa para la planta. Aquí, elLas moléculas de ARNip se unen a los llamados complejos proteicos de argonauta y conducen a estos a los ARN del virus, que luego, en el mejor de los casos, se pueden desmantelar y descomponer en compuestos inofensivos ". Al implementar este proceso de dos etapas, la planta estratando de protegerse del virus tanto en el sitio de la infección como en toda su estructura ", dice el profesor Sven-Erik Behrens del Instituto de Bioquímica y Biotecnología de MLU.
Sin embargo, el proceso no es particularmente eficiente, como explica el bioquímico: "Cuando se produce una infección viral, se producen muchas moléculas de ARNip diferentes, pero muy pocas de ellas tienen un efecto protector. La mayoría simplemente satura los complejos de argonautas, lo que hace que"El equipo de Behrens ha descubierto una nueva forma de identificar las pocas moléculas de ARNip antivirales efectivas para diferentes virus y aprovecharlas como vacunas vegetales. Los científicos han desarrollado un proceso de detección basado en extractos de células vegetales, que se utiliza en lugar de largos, esfuerzos de mejoramiento complejos. Para calificar como vacunas potenciales, las moléculas de siRNA deben tener dos propiedades clave: por un lado, tienen que unirse fuertemente a los complejos de argonauta. Por otro lado, deben conducir estas proteínas a los sitios deARN virales que son accesibles para la degradación mediada por argonautas.
El equipo de científicos ya ha podido probar la efectividad de su nuevo método en el laboratorio. Para lograr esto, dos grupos de la planta de tabaco N. benthamiana fueron infectados con un virus modelo que ataca a los tomates y el tabaco. Antes de ser infectados, un grupo fue vacunado con moléculas de ARNip altamente eficientes que los investigadores habían identificado utilizando el nuevo método. El otro grupo no recibió ningún tratamiento. Los efectos fueron sorprendentes: después de seis semanas, el 90 por ciento de las plantas vacunadas no mostraron ningúnsignos de infección, pero todas las plantas no tratadas habían sido destruidas por el virus.
El método del equipo de investigación de MLU sigue el principio modular. "Si el patógeno cambia o la planta necesita ser protegida contra otro virus, el proceso de detección establecido permite que las moléculas de ARN adecuadas combatan el patógeno respectivo para ser identificadas muy rápidamente. Esto significa quepuede ser muy flexible cuando se trata de combatir nuevas plagas ", concluye Behrens. Se ha presentado una solicitud de patente para el método.
Los investigadores esperan continuar explorando y mejorando su método en el futuro. Por ejemplo, aún no está claro cuánto tiempo durará una vacuna en diferentes especies y si se pueden crear depósitos de medicamentos en las plantas. Otros estudios aclararán cómo se pueden aplicar las vacunasproducidos en grandes cantidades y cómo pueden ser aplicados o absorbidos por las plantas. Según Behrens, un aerosol que se puede aplicar en invernaderos es concebible: "Los productores de tomate tienen que lidiar con las moscas blancas, por ejemplo, y estos pueden transferir virus de unoplantar a otro muy rápidamente ". Hasta ahora, los pesticidas se han utilizado para matar a los insectos. El nuevo desarrollo de MLU podría ser una alternativa mucho más suave tanto para los insectos como para el medio ambiente".
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Materiales proporcionado por Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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