Al aplicar la nueva tecnología basada en CRISPR a una amplia necesidad agrícola, los investigadores de la Universidad de California en San Diego han fijado sus objetivos en una plaga mundial conocida por diezmar valiosos cultivos alimentarios.
por la Universidad de California – San Diego
Nikolay Kandul, Omar Akbari y sus colegas demostraron por primera vez la técnica de insectos estériles guiada con precisión , o pgSIT, en Drosophila melanogaster, la mosca común de la fruta, en 2019. La tecnología, que luego se adaptó a los mosquitos, utiliza técnicas CRISPR programables para editar genes clave que controlar la determinación del sexo y la fertilidad. Bajo el nuevo sistema, los huevos de insectos desarrollados por pgSIT se despliegan en una población específica y solo los machos estériles eclosionan, lo que resulta en un callejón sin salida para la fertilidad de esa especie.
Kandul, Akbari y sus colegas ahora han adaptado la tecnología para su uso en Drosophila suzukii, una mosca de la fruta invasiva (también conocida como drosophila de alas manchadas) responsable de millones de dólares en daños a los cultivos . El avance se describe en la revista GEN Biotechnology .
«Es un sistema seguro y evolutivamente estable», dijo Akbari, profesor del Departamento de Biología Celular y del Desarrollo de la Facultad de Ciencias Biológicas. «Además, el sistema no conduce a una propagación descontrolada ni persiste en el medio ambiente, ambas características de seguridad importantes que lo ayudarán a obtener aprobaciones para su uso».
Las moscas D. suzukii han invadido muchas partes del mundo y han causado daños agrícolas y económicos generalizados a varios cultivos, como manzanas, cerezas, frambuesas, arándanos, fresas, duraznos, uvas, aceitunas y tomates.
Se sabe que las moscas proliferan depositando sus huevos dentro de la fruta en crecimiento. Son notoriamente difíciles de controlar ya que sus larvas consumen la pulpa de la fruta madura, lo que limita la efectividad de los insecticidas en aerosol. Se sabe que algunas moscas se vuelven resistentes a los insecticidas y muchos productos químicos utilizados en los insecticidas ahora están prohibidos debido a las amenazas para la salud humana.
Los conceptos detrás de pgSIT se remontan a la década de 1930, cuando los agricultores encontraron formas de liberar machos estériles en sus cultivos para reducir el daño de las plagas. A mediados de siglo, los agricultores de los Estados Unidos comenzaron a utilizar la radiación para esterilizar plagas como la mosca del gusano barrenador del Nuevo Mundo.
Las moscas Drosophila de alas manchadas depositan sus huevos dentro de las fresas y otras frutas maduras. Crédito: Michelle Bui, Universidad de California en San Diego
La exestudiante de posgrado de UC San Diego, Stephanie Gamez, creó esta representación artística de la genética y la plaga de cultivos frutales Drosophila suzukii. Crédito: Stephanie Gámez
Con CRISPR, los científicos de UC San Diego evitaron la necesidad de radiación dañina y, en su lugar, usaron la edición CRISPR para apuntar específicamente a los genes esenciales para la viabilidad de las hembras de D. suzukii y la fertilidad masculina. Según lo previsto, los huevos de pgSIT podrían producirse en una fábrica y liberarse en sitios invadidos por plagas como D. suzukii. Los huevos podrían desplegarse directamente en áreas donde las moscas están causando daños y solo los machos estériles eclosionarían después de unas dos semanas. Dado que solo se eliminan dos genes, los machos emergen lo suficientemente en forma como para competir con sus contrapartes salvajes y rápidamente buscan hembras con las que aparearse, lo que da como resultado una descendencia inviable.
«Esta tecnología reemplazaría la necesidad de insecticidas y solo suprimiría la población de especies objetivo», dijo Akbari. «En los últimos cuatro años, hemos desarrollado pgSIT para varias especies diferentes. En el futuro, esperamos utilizarlo como una tecnología de plataforma que pueda trasladarse a una amplia gama de plagas para resolver problemas del mundo real de manera segura».
Agragene Inc., una empresa biotecnológica privada cofundada por Akbari, obtuvo la licencia de la tecnología base pgSIT de UC Riverside (donde Akbari lideró inicialmente el desarrollo de la tecnología) y está implementando pruebas de campo de pgSIT administradas por el Departamento de Agricultura de EE. UU. en D. suzukii. La empresa espera que los ensayos demuestren la seguridad y eficacia de pgSIT y conduzcan a la aprobación reglamentaria de la tecnología para un amplio uso agrícola.
Más información: Nikolay Kandul et al, Los machos estériles guiados con precisión suprimen las poblaciones de una plaga invasora de cultivos,
GEN Biotechnology (2022).
