Investigadores de la Universidad de California en Riverside (UCR), Estados Unidos, han dado un paso importante para comprender el mecanismo molecular del huanglongbing (HLB), una enfermedad destructiva que representa una grave amenaza para la industria de los cítricos en todo el mundo. Con los nuevos datos, el equipo avanzará utilizando edición genética con CRISPR para desarrollar cítricos resistentes al problemático patógeno.
HLB, también conocida como enfermedad del enverdecimiento de cítricos, ha devastado bosques en Asia, América del Sur y el sur de Estados Unidos, costando a la industria cítrica de Florida miles de millones de dólares desde 2005. Desde 2012, la enfermedad se ha extendido en las áreas residenciales de California, causando serias preocupaciones sobre los cítricos comerciales del estado.
HLB se asocia con una especie bacteriana llamada Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas), que se transmite por un pequeño insecto llamado psílido asiático de los cítricos (ACP). Los árboles infectados muestran manchas en las hojas, frutos deformados y decolorados, y caída prematura de la fruta. No hay cura para la enfermedad y una vez que un árbol está infectado, generalmente ocurre dentro de tres a cinco años.
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Un paso importante para desarrollar variedades de cítricos resistentes a HLB es comprender mejor cómo la bacteria infecta los árboles y causa enfermedades.
«Los cítricos, como todas las plantas, tienen sistemas inmunológicos complejos para prevenir una infección patogénica, por lo que la pregunta es ¿cómo el virus evade esa inmunidad para que pueda causar enfermedades?» Dijo Wenbo Ma, profesor de patología de plantas en la Facultad de Ciencias Naturales y Agrícolas de la UCR.
En un estudio publicado el lunes en Nature Communications, un equipo dirigido por Ma informó un gran avance en la comprensión del mecanismo de la enfermedad de HLB. Descubrieron que la bacteria segrega una proteína llamada «efector 1 administrado por Sec» (SDE1) que ayuda a infectar las plantas. El SDE1 actúa atacando proteasas específicas, llamadas «proteasas de cisteína parecidas a la papaína» (PLCPs), que de otro modo podrían ayudar a los árboles de cítricos a resistir la infección.
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«En el diseño de los árboles que estudiamos, los niveles de proteína de algunos se incrementaron las PLCPs, presumiblemente tratando de combatir la infección bacteriana», dijo Ma. «Sin embargo, la bacteria combate al inhibir la actividad enzimática de los PLCP a través de SDE1».
Ma dijo que dado que los científicos no pueden cultivar CLas en el laboratorio, el equipo solía sustituir al sistema que comprende la planta modelo Arabidopsis thaliana y el patógeno bacteriano Pseudomonas syringae que se modificó genéticamente para producir SDE1. Usando este sistema, muestran que SDE1 promueve la infección bacteriana. Este estudio es uno de los primeros en describir las tácticas moleculares empleadas por CLas para colonizar plantas de cítricos.
«Este estudio representa un paso importante hacia una mejor comprensión del mecanismo de la enfermedad HLB, que nos ayudará a desarrollar nuevos enfoques para controlar esta enfermedad imparable», dijo Ma.
El equipo ahora está investigando los detalles moleculares de cómo SDE1 suprime los PLCPs en cítricos con el objetivo de utilizar el sistema de edición de genes conocido como CRISPR para modificar las proteasas y volverlas resistentes a los efectos inhibidores de SDE1.