Feromonas del tabaco podrían actuar como pesticida natural contra plagas

De esta manera, los agricultores pueden colgar dispersores de feromonas entre sus cultivos para imitar las señales de los insectos hembra, atrapando o distrayendo a los machos para que no encuentren pareja. Algunas de estas moléculas se pueden producir mediante procesos químicos, pero la síntesis química suele ser costosa y genera subproductos tóxicos.

Al crear módulos genéticos con las instrucciones para construir nuevas moléculas, el grupo de investigadores pueden convertir una planta como el tabaco en una fábrica que solo necesita luz solar y agua.

Nicola Patron, investigador del sistema antiplagas, señaló que “la biología sintética puede permitirnos diseñar plantas para hacer mucho más de algo que ya produjeron, o podemos proporcionar las instrucciones genéticas que les permitan construir nuevas moléculas biológicas, como medicamentos o estas feromonas”, dijo el Dr. Patron.

En este último trabajo, el equipo trabajó con científicos del Instituto de Biología Celular y Molecular de Plantas en Valencia (España) para diseñar una especie emparentada con el tabaco, Nicotiana benthamiana, para producir feromonas sexuales de polilla. La misma planta ha sido diseñada previamente para producir anticuerpos contra el ébola e incluso partículas similares a las del coronavirus para su uso en vacunas contra el covid.

El Grupo construyó nuevas secuencias de ADN en el laboratorio para imitar los genes de las polillas e introdujo algunos interruptores moleculares para regular con precisión su expresión, lo que activa y desactiva de manera efectiva el proceso de fabricación.

Un componente importante de la nueva investigación fue la capacidad de ajustar la producción de feromonas, ya que obligar a las plantas a construir continuamente estas moléculas tiene sus inconvenientes.

“Las plantas están produciendo muchas feromonas, pero no pueden crecer mucho, lo que esencialmente reduce la capacidad de nuestra línea de producción. Nuestra nueva investigación proporciona una forma de regular la expresión génica con mucha más sutileza”.

En el laboratorio, el equipo se dedicó a probar y refinar el control de los genes responsables de producir la mezcla de moléculas específicas que imitan las feromonas sexuales de las especies de polillas, incluidas las polillas del gusano del naranjo y del algodón.

Demostraron que el sulfato de cobre podría usarse para ajustar con precisión la actividad de los genes, permitiéndoles controlar tanto el momento como el nivel de expresión génica. Esto es particularmente importante ya que el sulfato de cobre es un compuesto económico y fácilmente disponible que ya ha sido aprobado para su uso en la agricultura.

Incluso pudieron controlar cuidadosamente la producción de diferentes componentes de feromonas, lo que les permitió modificar el cóctel para adaptarse mejor a especies específicas de polillas.

El equipo espera que su trabajo allane el camino para el uso rutinario de plantas para producir una amplia gama de valiosos productos naturales.

“Una gran ventaja de usar plantas es que puede ser mucho más costoso construir moléculas complejas usando procesos químicos”, dijo el Dr. Patron. “Las plantas ya producen una variedad de moléculas útiles, por lo que podemos utilizar las últimas técnicas para adaptar y refinar la maquinaria existente”.

De esta manera, “en el futuro, podemos ver invernaderos llenos de fábricas de plantas, proporcionando una forma más ecológica, económica y sostenible de fabricar moléculas complejas “, concluyó el experto.