Hacia la eliminación de una toxina del maíz
Izquierda: A. flavus–granos de maíz no transgénicos y transgénicos infectados; derecha: plantas de maíz transgénico y no transgénicoMONICA A. SCHMIDT
El moho Aspergillus hace que unos 16 millones de toneladas de maíz no sean seguras para el consumo cada año. Sin embargo, no es el hongo en sí mismo el problema; son los metabolitos fúngicos, llamados aflatoxinas, los que pueden afectar negativamente la salud de los animales y las personas que comen cultivos infectados.
En un paso hacia el maíz libre de aflatoxinas, los científicos de la Universidad de Arizona han desarrollado un Casete de ARN de interferencia (ARNi) que se dirige a tres regiones en el gen fúngico aflC, que codifica una enzima necesaria para la producción de aflatoxinas. Cuando se transfectó en maíz, el casete de ARNi redujo la expresión de aflC en A. flavus: granos de maíz infectados, lo que reduce la producción de aflatoxinas fúngicas. El equipo describió los resultados de su enfoque de silenciamiento génico inducido por el huésped en Science Advances hoy (10 de marzo).
Si bien varios métodos de siembra, cosecha y almacenamiento y la aplicación de fungicidas puede reducir los hongos…
Monica Schmidt, profesora asistente de ciencias de las plantas en la Universidad de Arizona, inicialmente estaba interesada en reducir la aflatoxina en los cacahuetes, pero el cultivo más grande, a nivel mundial, que tiene una [aflatoxina] problema es el maíz, dijo Schmidt. Centrándose en suprimir la producción de aflatoxinas en el punto de infección en el maíz, Schmidt y sus colegas diseñaron un casete de ARNi que se dirige a tres regiones en aflC. La policétido sintasa codificada por alfC se requiere desde el principio en la síntesis de aflatoxinas. La idea era que, al apuntar a tres secciones de la transcripción fúngica detrás de esta enzima, el equipo podría silenciar por completo el gen de 7 kilobases. No queríamos apuntar a un área [por lo que el gen] estaría un poco truncado y no funcionaría con una gran actividad enzimática, pero seguiría funcionando, explicó Schmidt. Queríamos asegurarnos de que la transcripción se había ido.
Apuntar a tres regiones de un gen aumenta las posibilidades de éxito, dijo Zhi-Yuan Chen, que estudia el maíz-A. flavus en la Universidad Estatal de Luisiana y no participó en el trabajo.
Los investigadores insertaron el casete de ARNi en granos de maíz en desarrollo y luego propagaron las plantas para desarrollar tres líneas homocigóticas. Los especímenes resultantes exhibieron un crecimiento y desarrollo típicos, y el equipo no detectó ninguna aflatoxina en los granos de maíz que expresan ARNi de cada una de las tres líneas de plantas transgénicas. Pero su método de detección se limitó a alrededor de 93 partes por mil millones (ppb), más de cuatro veces el límite de aflatoxina de 20 ppb que la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. considera seguro para su uso en alimentos para animales.
, no está [necesariamente] libre de aflatoxinas, dijo Chen, citando el límite de detección informado. No es tan simple.
Otros grupos han intentado métodos similares de silenciamiento de genes inducidos por el huésped para suprimir la producción de aflatoxinas dirigiéndose a varios genes diferentes de Aspergillus . Una ventaja es que puede elegir el gen al que se dirige, por lo que si es un gen bastante esencial. . . el efecto podría ser potencialmente duradero, dijo Scot Howard Hulbert, profesor de patología vegetal en la Universidad Estatal de Washington que no participó en el trabajo. Parece que esta forma de ARNi está funcionando.
La supresión de la producción de aflatoxinas resuelve solo uno de los problemas asociados con Aspergillus. No protegerá los cultivos de la pudrición por hongos, que puede afectar el rendimiento, por lo que los investigadores continúan trabajando para reducir la infección por Aspergillus en el maíz y otras plantas. Para controlar realmente este problema, debe utilizar múltiples enfoques, dijo Chen. El silenciamiento de genes inducido por el huésped tiene el potencial de [ser] un enfoque de manejo [de aflatoxinas] muy eficiente además del biocontrol, agregó.
Schmidt dijo que a su equipo le gustaría usar su enfoque para atacar otros cultivos que destruyen toxinas Este pequeño hongo realmente nos está superando, le dijo a The Scientist. Deberíamos ser capaces de unir nuestras mentes y detener esto y liberar muchos cultivos de alimentos comestibles.
D. Thakare et al., Maíz transgénico libre de aflatoxinas mediante silenciamiento génico inducido por el huésped, Sci Adv, 3:e1602382, 2017.
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