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Cultivos resistentes a plagas y fármacos anti-cáncer gracias a químico natural de los cítricos

limonoide cítricos

Los limonoides son una clase de productos vegetales naturales cuya compleja química ha sido investigada intensamente durante más de 50 años.

El limonoide más conocido, la azadiractina, es famoso por ser amigable con las abejas y tener un fuerte efecto anti-insectos (plagas); otros son bien conocidos por contribuir al amargor de las frutas cítricas, mientras que otros ejemplos, como el nimbolide, están siendo investigados por posibles usos farmacéuticos contra el cáncer.

Sin embargo, a pesar de esta gran cantidad de investigación hasta ahora, ha seguido siendo un misterio cómo las plantas comienzan a producir estos productos químicos útiles.

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Investigadores del Centro John Innes (Reino Unido) y la Universidad de Stanford (Estados Unidos) han descubierto nuevos genes que codifican esta química de alto valor.

El equipo utilizó los recursos de extracción del genoma para identificar tres nuevas enzimas que pueden producir el precursor de limonoides, melianol y, por lo tanto, representan los pasos iniciales de la biosíntesis de limonoides.

Debido a la compleja estructura química de los limonoides, es difícil sintetizar químicamente estos productos naturales. Como resultado, su uso se limita actualmente a lo que se puede extraer de los materiales vegetales.

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Comprender cómo se produce el melianol abre la puerta a la ingeniería metabólica de los limonoides en los que los genes recién descubiertos pueden expresarse en plantas o huéspedes microbianos (que producen el limonoide de interés). Es un paso hacia la producción a gran escala de productos farmacéuticos basados en limonoides y el posible desarrollo de cultivos biotecnológicos resistentes a plagas.

“Si se pudiera lograr esta modificación genética, entonces los cultivos podrían desarrollarse con una resistencia inherente a los insectos, lo que podría reducir la dependencia de la aplicación de productos químicos para la protección de cultivos. Además, grandes cantidades de limonoides útiles podrían ponerse a disposición de las industrias farmacéuticas, lo que podría acelerar la investigación sobre los posibles usos medicinales de los limonoides “, explica la autora principal Hannah Hodgson.

“Nuestro siguiente paso es encontrar y caracterizar las enzimas restantes necesarias para convertir el melianol en limonoides. Esto será un desafío, pero creemos que identificar las enzimas requeridas para producir melianol representa un punto de partida fuerte ”, agrega.

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Los limonoides están hechos por plantas que pertenecen a las familias de caoba (Meliaceae) y cítricos (Rutaceae).

El equipo del Centro John Innes caracterizó las enzimas de Melia azedarach (Cinamomo), un árbol tropical de la familia Meliaceae. Los colaboradores de la Universidad de Stanford encontraron y probaron genes similares de Citrus sinensis (Naranja dulce) que se encuentra en una familia diferente de plantas (Rutaceae). Los tres genes encontrados por el equipo de Stanford también producen melianol, lo que sugiere que el inicio de la biosíntesis de limonoides se comparte entre estas dos familias distintas de plantas.

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