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Plantas genéticamente modificadas que producen sus propios antibióticos específicos contra bacterias

Los científicos han probado una nueva forma de proteger los cultivos ante una enfermedad bacteriana generalizada y devastadora, sin utilizar aplicación de químicos perjudiciales para el medio ambiente. Para ello modificaron cultivos que pueden expresar un antibiótico altamente selectivo contra bacterias, sin dañar tejido vegetal ni riesgo de generar resistencia por parte de los patógenos.

Universidad de Glaslow / 5 de diciembre de 2019.- Un equipo interdisciplinario de la Universidad de Glasgow reveló un nuevo método que podría proteger muchas especies de cultivos importantes contra la bacteria común de cultivos Pseudomonas syringae (Ps).

Las PS y las especies bacterianas relacionadas atacan una amplia variedad de cultivos importantes en el Reino Unido y en todo el mundo, incluidos tomates, kiwis, pimientos, olivos, soya y árboles frutales, causando enormes pérdidas económicas. Las enfermedades de las plantas son responsables de la pérdida de aproximadamente el 15% de los cultivos mundiales (por un valor de US$150 mil millones anuales), de los cuales un tercio es causado por bacterias como Ps. El complejo de especies Ps consta de más de 50 variantes conocidas, que son responsables de enfermedades como el tizón, la mancha y la mancha bacteriana. Una vez que las bacterias infectan parte de un cultivo, la enfermedad puede propagarse rápidamente debido a la falta de diversidad genética en las variedades de cultivos comerciales.

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Utilizando la modificación genética, el equipo pudo hacer que las plantas expresen un antibiótico proteico específico o bacteriocina. Estas plantas lucharon con éxito contra la infección bacteriana sin dañar las plantas mismas o el entorno circundante. El equipo, de los laboratorios del Dr. Joel Milner del Plant Science Group y el profesor Daniel Walker de Bacteriology, presentó sus hallazgos en el Plant Biotechnology Journal.

Actualmente, los productos químicos (fitosanitarios), los antibióticos convencionales y los genes de resistencia introducidos por el fitomejoramiento convencional se utilizan para proteger las plantas contra estas bacterias, pero tienen un éxito limitado y a menudo tienen impactos ambientales adversos. Con una mayor presión reguladora sobre el uso de tratamientos químicos y el riesgo de propagación de la resistencia asociada con los antibióticos convencionales, existe una necesidad apremiante de desarrollar estrategias alternativas para combatir las enfermedades bacterianas en los cultivos.

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El equipo se centró en una bacteriocina, la putidacina L1, que es producida por un pariente inofensivo que vive en el suelo de las cepas de Ps. Pudieron expresarlo en plantas de prueba y lo encontraron protegido contra diversos tipos de bacterias Ps. Para hacer esto, el equipo modificó genéticamente las plantas para producir la bacteriocina a lo largo de su vida, la primera vez que esta modificación se ha probado en plantas.

El Dr. Joel Milner dijo: “Nuestros resultados proporcionan una prueba de principio de que la expresión de una bacteriocina en las plantas puede proporcionar una resistencia efectiva contra las enfermedades bacterianas. A diferencia de los antibióticos convencionales, las bacteriocinas son muy específicas; en este caso, actúan solo contra las cepas Ps que infectan las plantas. Mediante el uso de bacteriocinas evitamos los riesgos asociados con los antibióticos convencionales; esa resistencia se extenderá indiscriminadamente a otras bacterias. De hecho, al reemplazar los antibióticos convencionales, eliminamos un factor importante de resistencia que incluso podría extenderse a los patógenos bacterianos humanos.

“Ahora que sabemos que la expresión de bacteriocinas en los cultivos puede ofrecer una estrategia efectiva para controlar las enfermedades bacterianas, estamos llevando a cabo una investigación para aprovechar al máximo el potencial de este nuevo método”.

El coautor principal, el Dr. Will Rooney, dijo: “Todas las principales especies bacterianas producen bacteriocinas, por lo que deberíamos poder utilizar nuestra investigación como un plan para abordar una amplia variedad de enfermedades bacterianas importantes en cultivos como la papa, el arroz y una variedad de frutas“.

La Universidad de Glasgow está explorando activamente el potencial comercial mediante la identificación de posibles socios industriales para ayudar a explotar la tecnología y ha presentado solicitudes de patentes para proteger la propiedad intelectual.

El estudio, “Ingeniería de la resistencia mediada por bacteriocina contra el patógeno de la planta Pseudomonas syringae”, se publicó en el Plant Biotechnology Journal.

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