Los manzanos responden a una infección viral común al atacar un gen en la misma vía que los científicos genéticos apuntan, según científicos de la Universidad de Manchester.
por la Universidad de Manchester
El descubrimiento publicado en Current Biology muestra que los árboles frutales, que desarrollan ramas gomosas cuando se infectan, reflejan cómo los científicos están tratando de modificar genéticamente los árboles.
El virus de la madera gomosa de la manzana (ARWV, por sus siglas en inglés), que causa la enfermedad de la madera gomosa aplicada, ahora está eliminado en gran parte, si no totalmente, de los manzanos comerciales. Sin embargo, una extensa encuesta en el Reino Unido durante la década de 1950, cuando ARWV estaba muy extendido, reveló que, en algunos casos, más del 50% de los manzanos muestreados estaban infectados con el virus. La presencia generalizada del virus en todo el mundo está bien documentada.
Aunque sus ramas se vuelven más flexibles, no se han registrado efectos adversos para los humanos que han comido la fruta de los árboles infectados y no ha habido consecuencias ambientales adversas.
El estudio también proporciona información importante sobre cómo los científicos podrían algún día procesar el tejido de la planta leñosa para que produzca de manera eficiente los azúcares necesarios para los biocombustibles. El material vegetal leñoso representa un vasto recurso renovable que tiene el potencial de producir biocombustibles y otros productos químicos con emisiones netas de dióxido de carbono más favorables. Sin embargo, los científicos aún no han encontrado una forma eficiente de liberar su importante reserva de azúcares, que se estima en alrededor del 70 %.
El equipo científico demostró que los síntomas de las infecciones por ARWV surgen de una reducción de la lignina , un polímero orgánico complejo que forma un material estructural clave que soporta los tejidos de la mayoría de las plantas.
Usando la secuenciación de próxima generación (NGS) para analizar la expresión de todos los genes en las ramas gomosas del manzano, descubrieron que la fenilalanina amoníaco liasa (PAL), una enzima responsable de la biosíntesis de lignina, fue suprimida por la planta en respuesta a la infección.
La respuesta a la infección por ARWV da como resultado que la planta genere múltiples ARN de interferencia pequeños, conocidos como (vasiRNA). Luego, los vasiRNA se dirigen a varios de los propios genes de la planta para regularlos a la baja, o degradarlos, en lo que se supone que es parte de una respuesta de defensa antiviral.
Uno de los genes regulados negativamente por la planta es PAL, y esto conduce a la disminución de la biosíntesis de lignina que da mayor flexibilidad a las ramas y facilita la liberación de azúcares.
El mecanismo utilizado por el virus de la madera gomosa de la manzana para alterar la lignina se parece mucho a cómo los científicos han estado alterando la lignina en árboles genéticamente modificados para que sea más fácil de procesar. A pesar de la lignina alterada, los árboles logran crecer normalmente.
El autor principal, el profesor Simon Turner, dijo: «La ingeniería genética generalizada de muchas plantas está limitada por obstáculos regulatorios y la oposición pública, y esto parece particularmente cierto para los árboles. Los hallazgos de esta investigación ofrecen una contribución importante a ese debate».
«Se desprende de nuestro trabajo que las tecnologías consideradas como nuevas y bajo supervisión regulatoria exhiben similitudes con eventos que se considera que ocurren naturalmente.
«Parece que, sin que nosotros lo sepamos, las infecciones por ARWV han estado realizando algo parecido a una gran prueba de campo.
«Dado que la enfermedad ha estado presente en todo el mundo durante muchas décadas, incluso las estimaciones conservadoras sugerirían que se propagaron muchos miles de manzanos infectados.
«Se comieron millones de manzanas de árboles infectados con ARWV sin consecuencias adversas conocidas para la salud o el medio ambiente a pesar de las alteraciones inducidas por siRNA en la lignina causadas por la respuesta de la planta al virus «.
Y agregó: «Actualmente, la industria de los biocombustibles utiliza grandes áreas de tierra agrícola para producir almidón de maíz que se utiliza para generar 60 mil millones de litros de bioetanol.
«Eso es relativamente ineficiente en términos de ahorro de CO2 , pero también puede tener un impacto en los sistemas mundiales de producción de alimentos.
«Pero nuestra mayor comprensión de este mecanismo puede algún día desbloquear el potencial para aislar los azúcares dentro del tejido leñoso, haciendo que la producción de biocombustibles sea mucho más eficiente».
Más información: Holly Allen et al, Madera flexible y digerible provocada por la alteración inducida por virus de la composición de la pared celular,
Current Biology (2022). DOI: 10.1016/j.cub.2022.06.005
