Tecnología basada en CRISPR apunta a plagas de cultivos globales

Diseñada para esterilizar una especie de mosca conocida por causar grandes daños a los cultivos, una nueva técnica genética reemplaza la necesidad de pesticidas dañinos

Aplicando la nueva tecnología basada en CRISPR a una amplia necesidad agrícola, los investigadores de la UC San Diego y la UC Berkeley han fijado sus objetivos en una plaga mundial conocida por diezmar valiosos cultivos alimentarios.

Los investigadores de la UCSD Nikolay Kandul y Omar Akbari, el investigador del IGI John Marshall y sus colegas demostraron por primera vez la técnica de insectos estériles guiada con precisión, o pgSIT, en Drosophila melanogaster, la mosca común de la fruta, en 2019. La tecnología, posteriormente adaptada a los mosquitos, utiliza programables edición del Técnicas para editar genes clave que controlan la determinación sexual y la fertilidad. Con el nuevo sistema, los huevos de insectos desarrollados con pgSIT se colocan en una población específica y solo eclosionan machos estériles, lo que da como resultado un callejón sin salida en cuanto a fertilidad para esa especie.

Kandul, Akbari, Marshall y sus colegas ahora han adaptado la tecnología para su uso en Drosophila suzukii, una mosca de la fruta invasiva (también conocida como drosófila de alas manchadas) responsable de millones de dólares en daños a los cultivos. El avance se describe en la revista. GEN Biotecnología.

"Es un sistema seguro y evolutivamente estable", dijo Akbari, profesor del Departamento de Ciencias Biológicas de la Facultad de Ciencias Biológicas. Celular y Biología del Desarrollo en UCSD. “Además, el sistema no conduce a una propagación descontrolada ni persiste en el medio ambiente, ambas características de seguridad importantes que lo ayudarán a obtener aprobaciones para su uso”.

D suzukii Las moscas han invadido muchas partes del mundo y han causado daños agrícolas y económicos generalizados a varios cultivos, como manzanas, cerezas, frambuesas, arándanos, fresas, melocotones, uvas, aceitunas y tomates. Se sabe que las moscas proliferan depositando sus huevos dentro de la fruta en crecimiento. Son notoriamente difíciles de controlar ya que sus larvas consumen la pulpa de la fruta madura, lo que limita la efectividad de los insecticidas en aerosol. Se sabe que algunas moscas se vuelven resistentes a los insecticidas y muchos productos químicos utilizados en los insecticidas ahora están prohibidos debido a las amenazas para la salud humana.

Los conceptos detrás de pgSIT se remontan a la década de 1930, cuando los agricultores encontraron formas de liberar machos estériles en sus cultivos para reducir el daño de las plagas. A mediados de siglo, los agricultores de los Estados Unidos comenzaron a utilizar la radiación para esterilizar plagas como la mosca del gusano barrenador del Nuevo Mundo.

Con CRISPR, los científicos de la UC evitaron la necesidad de radiación dañina y en su lugar usaron la edición CRISPR para apuntar específicamente a los genes esenciales para las mujeres. D suzukii viabilidad y fertilidad masculina. Según lo previsto, los huevos de pgSIT podrían producirse en una fábrica y liberarse en sitios invadidos por plagas como D suzukii. Los huevos podrían desplegarse directamente en áreas donde las moscas están causando daños y solo los machos estériles eclosionarían después de unas dos semanas. Dado que solo se eliminan dos genes, los machos emergen lo suficientemente en forma como para competir con sus contrapartes salvajes y rápidamente buscan hembras con las que aparearse, lo que da como resultado una descendencia inviable.

“Esta tecnología reemplazaría la necesidad de insecticidas y solo suprimiría la población de especies objetivo”, dijo Akbari. “En los últimos cuatro años, hemos desarrollado pgSIT para varias especies diferentes. En el futuro, esperamos usarlo como una tecnología de plataforma que se pueda trasladar a una amplia gama de plagas para resolver problemas del mundo real de manera segura”.

Agragene Inc., una empresa biotecnológica privada cofundada por Akbari, ha obtenido la licencia del pgSIT bases tecnología de UC Riverside (donde Akbari dirigió inicialmente el desarrollo de la tecnología) y está implementando pruebas de campo de pgSIT administradas por el Departamento de Agricultura de EE. D suzukii. La empresa espera que los ensayos demuestren la seguridad y eficacia de pgSIT y conduzcan a la aprobación reglamentaria de la tecnología para un amplio uso agrícola.

 

Este artículo fue publicado originalmente por Noticias de UC San Diego.

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Andy Murdock, andymurdock@berkeley.edu
Mario Aguilera, maguilera@ucsd.edu

By mario aguilera

Mario Aguilera tiene una licenciatura de la Universidad de California, San Diego, donde ahora se desempeña como Director de Comunicaciones de Ciencias Biológicas. Antes de su puesto en Ciencias Biológicas, tenía más de 15 años de experiencia en comunicaciones en el Instituto Scripps de Oceanografía.