Imagen de archivo de dos investigadoras. -EPDAUn grupo de investigación del Instituto de BiologÃa Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones CientÃficas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València (UPV), ha desarrollado una tecnologÃa que permite inactivar, de forma muy precisa y prolongada, genes de plantas mediante una única aplicación de un espray. Este contiene un virus inocuo que libera moléculas muy pequeñas de ARN diseñadas en el laboratorio para silenciar a la carta genes de interés. De esta forma, la inactivación de un gen se consigue sin modificar el genoma de la planta, un método no transgénico que favorece su implantación en el mercado. Esta tecnologÃa podrÃa usarse para aumentar la productividad, proteger los cultivos de virus y mejorar su capacidad de adaptación a cambios medioambientales.
La tecnologÃa desarrollada por el equipo liderado por
Los pequeños ARNs artificiales se derivan de moléculas precursoras más grandes, cuyo tamaño ha sido optimizado en la planta modeloArabidopsis thaliana, una herbácea muy utilizada en investigación en áreas como la biologÃa molecular y la genética vegetal. El equipo del IBMCP aplica un espray a la planta que contiene un virus inocuo que se multiplica en su organismo y libera estas moléculas muy pequeñas de ARN artificial necesarias para inactivar el gen deseado.
"Por un lado, hemos conseguido reducir considerablemente el tamaño de las moléculas precursoras de microRNAs artificiales sin afectar su actividad. También hemos comprobado que podemos inactivar genes de la planta mediante la pulverización de extractos vegetales que incluyen vectores virales inocuos que producen amiRNAs a partir de moléculas precursoras mÃnimas", explica Alberto Carbonell, autor principal de este trabajo publicado recientemente enNucleic Acids Research.
Aplicada a la planta objeto de estudio,Nicotiana benthamiana(una solanácea de la familia del tomate muy utilizada como especie modelo en investigaciones sobre las relaciones entre patógeno y planta), esta tecnologÃa permite inactivar a la carta genes de plantas mediante microRNAs artificiales "de manera altamente especÃfica y no transgénica, ya que no es necesario integrar ningún gen en el genoma de la planta", asegura el investigador. Esto facilitarÃa su aplicación en la Unión Europea, donde los Organismos Modificados Genéticamente se encuentran fuertemente regulados. Este interés ha motivado la solicitud de una patente europea para proteger la tecnologÃa desarrollada por el IBMCP, de titularidad compartida entre el CSIC y la UPV.
Aumentar la productividad de los cultivos y 'vacunarlos' frente a virus
Otra de las ventajas de esta tecnologÃa es que "una única pulverización es suficiente para infectar la planta con el virus inocuo y producir los amiRNAs en los tejidos infectados. Por lo tanto, esta metodologÃa no requiere tratamientos múltiples, lo que abaratarÃa los costes de aplicación", resume Carbonell. AsÃ, por ejemplo, los investigadores inactivaron mediante un único rociado con espray los genes de la ruta de biosÃntesis de la clorofila, induciendo el amarilleamiento de los tejidos infectados.
Según el investigador del CSIC, un tratamiento basado en este método aplicado a cultivos de interés agronómico "permitirÃa la inactivación selectiva de la expresión de sus genes, lo que se podrÃa emplear para aumentar la productividad del cultivo y mejorar su capacidad de adaptación a cambios medioambientales". Además, estos tratamientos podrÃan emplearse para proteger los cultivos frente a distintos patógenos, como por ejemplo los virus. "Esto constituirÃa una nueva generación de vacunas en las que se usarÃa un extracto vegetal para infectar al cultivo con un virus inocuo que produjera microRNAs artificiales especÃficos frente a un virus patogénico para su inactivación, consiguiendo la immunización del cultivo".
