Algunas combinaciones de letras como CMV, TYLCV, ToMV, ToMMV y TSWV aterrorizan a los productores de tomate. De hecho, son las siglas que representan algunos de los virus que devastan los cultivos tanto en invernaderos como en campo abierto. Los productores destinan una gran parte de sus inversiones Al control de la propagación de virus en invernaderos y campo abierto mediante el uso masivo de pesticidas y el control de insectos vectores. En el futuro cercano, sin embargo, las cosas podrían cambiar.
La vacunación de las plantas contra los virus patógenos representa una solución simple, rápida y flexible. Científicos de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU, Instituto de Bioquímica y Biotecnología) y del Instituto Leibniz de Bioquímica Vegetal (IPB, Departamento de Procesamiento de Señales Moleculares), ambos de Alemania, y del Consejo Nacional de Investigación de Italia (CNR, Instituto para la Protección Sostenible de las Plantas), publicaron sus hallazgos en la revista "Nucleic Acids Research, Oxford Academic".
Contactado por FreshPlaza, uno de los investigadores revela los detalles de un nuevo método que permite la rápida identificación y producción de vacunas de ARN, efectivas para combatir agentes infecciosos. El grupo de investigación, con competencias específicas en bioquímica de proteínas, biología de ARN, virología vegetal y genética, ha demostrado que es posible mejorar las defensas naturales de las plantas contra los virus mediante el uso de vacunas de ARN.
Vitantonio Pantaleo (ver foto) virólogo del CNR, revela cómo "durante la infección por un virus, las células vegetales actúan como un reservorio de multiplicación para el genoma del virus, es decir, el invasor. Las plantas tienen la capacidad de detectar tales invasores: se activan unas “tijeras” enzimáticas especiales en las células, que cortan las moléculas virales extrañas. Este proceso produce una multitud de pequeños ARN interferentes virales (vsiRNA), que a su vez se extienden por toda la planta, y que se asocian con proteínas del grupo Argonauta (AGO). Los vsiRNA guían a las AGO mediante una secuencia específica contra el genoma viral, provocando su degradación y desactivación".
"El mecanismo de silenciamiento de virus no siempre es muy eficiente en la naturaleza, porque de entre todos los vsiRNA, solo unos pocos son realmente efectivos. Por lo tanto, los científicos han desarrollado un proceso de detección basado en extractos de células vegetales que permite identificar los vsiRNA más eficientes y efectivos, llamados efficient antiviral siRNAs (easiRNA)", continúa Pantaleo.
Virus en tomates
Sven Berhens, bioquímico de la MLU, quien ha dirigido la investigación, comenta: “Los easiRNA seleccionados tienen una mejor afinidad con las AGO. Además, los easiRNA son capaces de reconocer los puntos débiles del genoma viral mejor que los otros vsiRNA. La eficacia de los easiRNA se ha demostrado mediante la vacunación de plantas de tabaco (Nicotiana benthamiana) infectadas por un virus modelo, el virus del enanismo ramificado del tomate (TBSV). El resultado es sorprendente: después de seis semanas, el 90% de las plantas vacunadas no mostraron signos de infección, mientras que todas las no tratadas fueron destruidas por el virus".
"Si el virus muta, el método de detección permite identificar rápidamente las moléculas de ARN adecuadas para combatir el nuevo invasor. Esto implica que podremos ser muy flexibles a la hora de combatir nuevos parásitos", afirma el científico alemán.
Mientras tanto, ya se ha presentado una solicitud de patente para el método desarrollado por los investigadores.
El potencial de las vacunas
"Las moléculas de ARN son moléculas naturales ampliamente presentes en la naturaleza. Los tomates que llegan a nuestras mesas ya sea en forma de producto fresco o en conserva ya contienen dicho ARN. Si consideramos que el uso de vacunas de ARN es potencialmente efectivo para controlar los hongos patógenos del tomate y también los agentes nocivos en la poscosecha, aprovecharemos todo su potencial", continúa Pantaleo.
El equipo de investigación continuará estudiando y mejorando el método de detección desarrollado. La investigación intentará aclarar los métodos de aplicación y la persistencia de la enfermedad en las plantas tratadas. En próximos estudios se investigará cómo se pueden producir vacunas en grandes cantidades y a costes sostenibles. Las modalidades y la eficiencia de absorción de las vacunas en los vegetales vacunados también serán estudiados.
"Según Behrens es posible que la investigación cree la oportunidad de reducir el uso de sustancias químicas en la agricultura, con la consiguiente ventaja para el medio ambiente, para los consumidores, para los productores y para toda la cadena alimentaria de acuerdo con los objetivos de la Agenda de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas", concluye el investigador italiano.
La investigación ha sido financiada por el Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Fundación de Investigación de Alemania) en el marco del Collaborative Research Center 648 y el Programa de Investigación Prioritaria del estado alemán de Sajonia-Anhalt. La Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCSE) también ha ayudado a financiar la movilidad de los investigadores.
Fuente: Gago-Zachert S. et al. Highly efficacious antiviral protection of plants by small interfering RNAs identified in vitro. Nucleic Acids Research (2019). doi: 10.1093 / nar / gkz678.
Para más información:Vitantonio Pantaleo PhD
Plant Virology Labs
Institute for Sustainable Plant Protection
National Research Council
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