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La interferencia inducida por ARN exógeno de doble cadena, herramienta promisoria para inhibir infecciones

La interferencia inducida por ARN exógeno de doble cadena, herramienta promisoria para inhibir infecciones

El ARN exógeno de doble cadena inhibe la infección por los hongos 

La nota a continuación explica la reducción de síntomas en roya utilizando esta tecnología

Beatriz Riverón, Bioquímico farmacéutica

 

La roya es una enfermedad propia de los cereales, con un interesante ciclo que se desarrolla en parte también en el agracejo, Berberis vulgaris.

La interferencia inducida por ARN exógeno de doble cadena es prometedora como un enfoque sostenible para el manejo de hongos patógenos de plantas, incluidos los hongos de la roya

Royas y su control tradicional

Los hongos de la roya (Pucciniales, Basidiomycota) son un grupo diverso de patógenos de plantas en sistemas naturales y agrícolas. Representan amenazas constantes para la diversidad de la flora nativa y causan pérdidas anuales en el rendimiento de los cultivos.

Las royas agrícolas se manejan predominantemente con fungicidas y mejoramiento para resistencia, pero estos métodos están limitados por la evolución de los patógenos, los costos ambientales asociados con los agroquímicos y el tiempo necesario para obtener variedades mejoradas de cultivos. Estas estrategias de control tradicionales tampoco son viables en la conservación de especies no cultivadas.

El ARN de interferencia

El ARN de interferencia (ARNi) es un mecanismo eucariota conservado que regula la expresión de genes endógenos posteriormente a la transcripción y defiende a las células contra virus y transposones*.

La vía del RNAi se inicia cuando las enzimas tipo Dicer (DCL) reconocen y escinden el RNA bicatenario (dsRNA) en RNA pequeños de interferencia (siRNA) o microRNA (miRNA) de 20 a 24 nucleótidos. Estos pequeños ARN se asocian con las proteínas Argonaute (AGO) para formar el complejo de silenciamiento inducido por ARN (RISC). El RISC reconoce y degrada el ARN complementario, reprimiendo la transcripción ARN mensajero.

Control de patógenos

El RNAi se ha adaptado como un control de plagas y enfermedades específico de patógenos, no transgénico, conocido como silenciamiento génico inducido por pulverización (SIGS) en que dsRNA o siRNA se aplican de forma exógena con eficacia demostrada contra virus, insectos y fúngicos patógenos.

Científicos investigaron los mecanismos y el impacto del dsRNA exógeno en los hongos de la roya a través de ensayos in vitro. Las moléculas de dsRNA aplicadas son absorbidas directamente por los hongos en las superficies de las hojas y se asocian externamente o internalizados por las urediniosporas (las esporas propias de las royas) durante las primeras etapas de la germinación.

El impacto del dsRNA en la arquitectura de la infección por roya también se examinó en las superficies de las hojas verificándose una reducción significativa en la germinación e inhibición del desarrollo de estructuras de infección, como apresorios y clavijas de penetración. Los genes diana han incluido aquellos que codifican proteínas haustoriales, quinasas, acetiltransferasas y quitina sintasas.

Estos hallazgos proporcionan evidencias experimentales de la internalización/asociación externa de dsRNA con esporas infecciosas, y que el dsRNA dirigido a genes esenciales tiene potencial para el amplio manejo de hongos de la roya en sistemas naturales y agrícolas.

Los resultados de esta investigación orientan para la implementación de estrategias de gestión de próxima generación en el control de las enfermedades de las plantas en los sistemas agrícolas, así como en los entornos naturales.

 

*Transposones son elementos transponibles (“genes saltarines”). Son secuencias de ácido nucleico en el ADN que puede cambiar su posición dentro de un genoma, a veces creando o revirtiendo mutaciones y alterando la identidad genética de la célula y el tamaño del genoma. Básicamente contienen tres sitios: dos en cada extremo del transposón llamados repeticiones terminales invertidas y uno en el interior conteniendo genes expresables.

Fuentes
Degnan, R. M.; McTaggart, A. R.; Shuey, L.S.; Pame, L. J. S.; Smith, G. R.; Gardiner, D.M.; Nock, V.; Soffe, R.; Sale, S.; Garrill, A.; Carroll, B. J.; Mitter,N.;  Sawyer, A. (2023).
Exogenous double-stranded RNA inhibits the infection physiology of rust fungi to reduce symptoms in planta
Molecular Plant 24(3):189-285.

Imágenes
https://www.biosemillas.es/roya-y-otros-hongos-en-plantas-como-prevenirlos-y-tratarlos-de-forma-ecologica/ Acceso el 18/04/2023.

Zilhão, Rita. Faculdade de Ciências de Lisboa – Portugal. Acceso el 18/04/2023.

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