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Nueva tecnología basada en CRISPR desarrollada para controlar plagas con genética guiada con precisión


Utilizando la herramienta de edición de genes CRISPR, Nikolay Kandul, Omar Akbari y sus colegas en UC San Diego y UC Berkeley idearon un método para alterar genes clave que controlan la determinación del sexo y la fertilidad de los insectos.


Universidad de California – San Diego

Una descripción de la nueva “técnica de insectos estériles guiada por precisión”, o pgSIT, se publica el 8 de enero en la revista Nature Communications .

Cuando los huevos derivados de pgSIT se introducen en poblaciones específicas, los investigadores informan que solo emergen machos adultos estériles, lo que da como resultado un método novedoso, respetuoso con el medio ambiente y de costo relativamente bajo para controlar las poblaciones de plagas en el futuro.

“La tecnología CRISPR ha permitido a nuestro equipo innovar una tecnología de control de población genética nueva, efectiva, específica de especies , autolimitada, segura y escalable con un potencial increíble para ser desarrollada y utilizada en una gran cantidad de plagas de insectos y vectores de enfermedades”, dijo Akbari. , profesor asistente en la División de Ciencias Biológicas de la UC San Diego. “En el futuro, creemos firmemente que esta tecnología se utilizará de forma segura en el campo para suprimir e incluso erradicar las especies objetivo localmente, revolucionando así la forma en que se manejan y controlan los insectos en el futuro”.

Desde la década de 1930, los investigadores agrícolas han usado métodos selectos para liberar insectos machos estériles a la naturaleza para controlar y erradicar las poblaciones de plagas. En la década de 1950, se implementó un método con machos irradiados en los Estados Unidos para eliminar las especies de plagas conocidas como la mosca del gusano barrenador del Nuevo Mundo, que consume carne animal y causa daños extensos al ganado. Tales métodos basados ​​en la radiación se usaron más tarde en México y en partes de América Central y continúan hoy.

En lugar de radiación, la nueva pgSIT (técnica de insectos estériles guiada con precisión), desarrollada durante el último año y medio por Kandul y Akbari en la mosca de la fruta Drosophila, utiliza CRISPR para interrumpir simultáneamente genes clave que controlan la viabilidad femenina y masculina. Fertilidad en especies de plagas. Los investigadores afirman que pgSIT da como resultado una progenie masculina estéril con una eficiencia del 100 por ciento. Debido a que los genes dirigidos son comunes a una amplia sección de insectos, los investigadores confían en que la tecnología se pueda aplicar a una variedad de insectos, incluidos los mosquitos que se propagan por la enfermedad.

Nueva tecnología basada en CRISPR desarrollada para controlar plagas con genética guiada con precisión
Nikolay Kandul (izquierda) y Omar Akbari en el laboratorio de Akbari en el nuevo Salón Tata para las Ciencias. Crédito: UC San Diego

Los investigadores visualizan un sistema en el que los científicos alteran genéticamente y producen huevos de una especie de plaga objetivo. Luego, los huevos se envían a una ubicación de plagas prácticamente en cualquier parte del mundo, lo que evita la necesidad de una planta de producción en el lugar. Una vez que los huevos se despliegan en la ubicación de la plaga , según los investigadores, los machos recién nacidos y estériles se aparearán con hembras en la naturaleza y serán incapaces de producir descendencia, lo que reducirá la población.

“Este es un giro novedoso de una tecnología muy antigua”, dijo Kandul, científico asistente del proyecto en la División de Ciencias Biológicas de la Universidad de California en San Diego. “Ese nuevo giro lo hace extremadamente portátil de una especie a otra para suprimir las poblaciones de mosquitos o plagas agrícolas, por ejemplo, aquellas que se alimentan de valiosas uvas de vino”.

La nueva tecnología es distinta de los sistemas de “impulsión de genes” que se propagan continuamente y que propagan alteraciones genéticas de generación en generación. En cambio, pgSIT se considera un “callejón sin salida” ya que la esterilidad masculina cierra efectivamente la puerta a las generaciones futuras.

“La técnica de insectos estériles es una tecnología segura y respetuosa con el medio ambiente”, anotaron los investigadores en el documento. “Nos propusimos desarrollar una tecnología genética basada en CRISPR novedosa, segura, controlable y no invasiva que se pudiera transferir a todas las especies e implementar en todo el mundo a corto plazo para combatir las poblaciones silvestres”.

Con pgSIT probado en moscas de la fruta, los científicos esperan desarrollar la tecnología en Aedes aegypti, la especie de mosquito responsable de transmitir el dengue, el zika, la fiebre amarilla y otras enfermedades a millones de personas.

“La extensión de este trabajo a otras plagas de insectos podría llegar a ser una estrategia general y muy útil para enfrentar muchas enfermedades transmitidas por vectores que afectan a la humanidad y causan estragos en la agricultura a nivel mundial”, dijo Suresh Subramani, director global del Instituto Tata para Genética y sociedad.

Referencia del diario: Nature Communications  

Proporcionado por: University of California – San Diego

Información de: phys.org


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