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INVESTIGADORES DESARROLLAN EL PRIMER IMPULSO GENÉTICO DIRIGIDO A PLAGAS DE CULTIVOS EN TODO EL MUNDO

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Los biólogos de la Universidad de California en San Diego han desarrollado un método para manipular los genes de una plaga agrícola que ha invadido gran parte de los Estados Unidos y ha causado millones de dólares en daños a bayas de alto valor y otros cultivos frutales.

La investigación dirigida por Anna Buchman en el laboratorio de Omar Akbari, un nuevo profesor de genética de insectos de UC San Diego, describe el primer sistema de ” impulsión de genes ” del mundo -un mecanismo para manipular la herencia genética- en Drosophila suzukii , una mosca de la fruta comúnmente conocida como manchada -wing drosophila.

Como se informó el 17 de abril en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias , Buchman y sus colegas desarrollaron un sistema de transmisión de genes llamado Medea (llamado así por la hechicera mitológica griega que mató a su descendencia) en el que una “toxina” sintética y su correspondiente “antídoto” función para influir dramáticamente en las tasas de herencia con una eficiencia casi perfecta.

“Hemos diseñado un sistema de control de genes que predispone drásticamente la herencia en estas moscas y puede propagarse a través de sus poblaciones”, dijo Buchman. “Se saltea las reglas de herencia normales. Es un nuevo método para manipular poblaciones de estas plagas invasoras, que no pertenecen aquí en primer lugar”.

Originario de Japón, la mosca altamente invasiva se encontró por primera vez en la costa oeste en 2008 y ahora se ha informado en más de 40 estados. La drosophila del ala manchada utiliza un órgano afilado conocido como ovipositor para perforar la fruta madura y depositar los huevos directamente dentro del cultivo, lo que lo hace mucho más dañino que otras moscas de drosophila que ponen huevos solo encima de la fruta en descomposición. Según los informes, Drosophila suzukii ha causado más de $ 39 millones en pérdidas de ingresos solo para la industria de la frambuesa de California y un estimado de $ 700 millones por año en los Estados Unidos.

Los investigadores desarrollan el primer impulso genético dirigido a plagas de cultivos en todo el mundo
Los biólogos de UC San Diego liderados por Anna Buchman y Omar Akbari han desarrollado el primer sistema de control de genes para manipular la herencia genética en la plaga de la mosca de la fruta Drosophila suzukii . Crédito: Stephanie Gamez, UC San Diego

En experimentos de jaula contenida de drosófila de alas manchadas utilizando el sistema sintético Medea, los investigadores informaron un sesgo de herencia de hasta 100 por ciento efectivo en poblaciones descendientes de 19 generaciones.

“Nos imaginamos, por ejemplo, el reemplazo de las moscas silvestres por moscas que están vivas, pero que no pueden poner huevos directamente en los arándanos”, dijo Buchman.

Las aplicaciones para el nuevo sistema de impulso de genes sintéticos podrían incluir la difusión de elementos genéticos que confieren susceptibilidad a ciertos factores ambientales, como la temperatura. Si se alcanza una determinada temperatura, por ejemplo, los genes dentro de las moscas manchadas modificadas dispararían su muerte. Otras especies de moscas de la fruta no se verán afectadas por este sistema.

“Este es el primer sistema de control de genes en una importante plaga de cultivos en todo el mundo”, dijo Akbari, quien recientemente trasladó su laboratorio a UC San Diego desde UC Riverside, donde comenzó la investigación. “Dado que algunas cepas demostraron relaciones de transmisión 100% no mendelianas, mucho mayores que el 50% esperado para la transmisión mendeliana normal, este sistema podría usarse en el futuro para controlar las poblaciones de D. suzukii “.

Los investigadores desarrollan el primer impulso genético dirigido a plagas de cultivos en todo el mundo
La drosófila de alas manchadas daña valiosos cultivos frutales perforando la fruta madura y depositando huevos dentro. Crédito: Michelle Bui, UC San Diego

Otra posibilidad para el nuevo sistema de impulso de genes sería aumentar la susceptibilidad a los insecticidas respetuosos del medio ambiente que ya se usan en la industria agrícola.

“Creo que todo el mundo quiere acceso a productos frescos de calidad que no estén contaminados con nada y no sean tratados con pesticidas tóxicos, por lo que si no tratamos con Drosophila suzukii , las pérdidas de cultivos continuarán y podrían llevar a precios más altos”, dijo Buchman. “Así que este sistema de control de genes es una forma amigable con el medio ambiente y amigable con el medio ambiente para proteger una parte importante de nuestro suministro de alimentos”.

MA

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