martes, 24 de julio de 2018

VACUNAS AHORA TAMBIÉN EN PLANTAS #Tomates con genes #noticias


Artículo realizado por Jesús Lucas, como parte de la evaluación de la asignatura de comunicación científica, perteneciente al máster de biotecnología molecular y celular de plantas.

En este post intentare explicar el trabajo fin de master que realizo en el laboratorio, espero que se haga amena la lectura y que se al terminar se tenga un claro reflejo de mi trabajo en el laboratorio.

El uso de vacunas en Europa podríamos decir que comenzó a mitad del siglo XIX, una práctica estandarizada hoy día, pero el fenómeno que dio con la primera vacuna fue en 1796 de mano de Edward Jenner un médico inglés que descubrió la vacuna para la viruela. Para entender un poco mejor el tema vamos a explicar por encima en que consiste un vacuna. Una vacuna es un preparado biológico que proporciona al organismo una inmunidad adquirida frente a una enfermedad determinada, típicamente una vacuna contiene un agente que se asemeja al microorganismo causante de la enfermedad y a menudo se hace a partir de formas debilitadas o muertas del microbio, sus toxinas o una proteína de superficie. El agente estimula el sistema inmunológico del cuerpo a reconocer al agente como una amenaza, destruirla y guardar un registro del mismo, de modo que el sistema inmune puede reconocer y destruir más fácilmente cualquiera de estos microorganismos que encuentre más adelante.

Por otro lado, aunque sin alejarnos mucho, vemos que cada año hay una nueva vacuna para ciertas enfermedades como ocurre con la gripe, esto sucede porque son virus y se replican a gran velocidad lo que les permite evolucionar y en ese periodo pueden volver a ser causantes de la enfermedad, por eso cada año sacan una nueva vacuna que te inmuniza frente a la cepa del virus que los investigadores mediante sus estudios piensan que va a ser la más abundante. De una forma parecida ocurre en el resto de seres vivos, pero lo que a nosotros nos atañe son las plantas.

Para comprender un poco mejor mi trabajo tenemos que indagar un poco más en la vida de los virus y de las plantas a las que infectan. El ciclo infectivo viral en una planta huésped susceptible de infección, se inicia en la mayoría de los casos, con la entrada del virus en las células de la epidermis o del mesófilo, a través de las heridas producidas mediante inoculación mecánica o con la ayuda de vectores biológicos (insectos, nemátodos, hongos, etc.). Una vez completado los primeros ciclos de replicación los virus deben ser capaces de traslocarse intracelularmente hasta alcanzar los canales citoplasmáticos que conectan dos células contiguas, denominados plasmodesmos (PDs), los cuales, en circunstancias normales solo permiten el paso de pequeñas moléculas e iones entre células. En este tránsito intracelular los virus aprovechan determinados factores implicados en la maquinaria de movimiento de los componentes celulares. Para ello sintetizan las denominadas proteínas de movimiento viral (MPs) que están directamente implicadas tanto en el movimiento intra- como intercelular.

Los virus de plantas originan gran variedad de enfermedades y daños en los cultivos. Las pérdidas asociadas a la infección viral varían con el cultivar, etapa de infección, cepa del virus o factor ambiental, pudiendo llegar a ser del 100% del cultivo. En el caso del género Tospovirus (familia Bunyaviridae) es especialmente relevante, apareciendo uno de sus miembros, el virus del bronceado del tomate (TSWV) como el segundo virus de mayor impacto económico en el mundo. El manejo de la enfermedad causada por TSWV ha sido extremadamente difícil debido a su amplia gama de huéspedes y la resistencia de sus vectores a los insecticidas. TSWV es la especie de tospovirus más extendida en todo el mundo y ha sido objeto de búsqueda de genes de resistencia. Entre los diferentes genes seleccionados, el locus Sw-5 ha sido el que mejor resultados ha generado términos de durabilidad y la capacidad para proporcionar resistencia estable contra diferentes especies de tospovirus y de diferentes orígenes geográficos. Sin embargo, el control de tospovirus ha estado condicionado por la carencia de clones infecciosos que permitan abordar estudios de genética reversa. Parte de esta carencia se ha mitigado mediante el uso del virus del mosaico de la alfalfa (AMV), que permite el intercambio funcional de proteínas de movimiento. El uso del sistema de AMV ha permito identificar a la proteína de movimiento de TSWV (NSM) como el determinante de avirulencia en la resistencia mediada por el gen Sw-5b, así como caracterizar dominios requeridos tanto para la formación de estructuras tubulares como para el transporte a corta y larga distancia. Por otro lado, la disponibilidad de plantas de Nicotiana benthamiana que expresan de forma constitutiva el gen de resistencia Sw-5b (N.b./Sw-5b) junto con el sistema de AMV que expresa la NSM de TSWV, son herramientas muy interesantes para estudiar la efectividad del gen de resistencia, así como predecir variantes del gen NSM especialmente peligrosas antes de que aparezcan en campo.

En mi Trabajo Fin de Master, caracterizamos molecularmente variantes de la proteína de movimiento de TSWV que superan la resistencia mediada por el gen Sw-5b mediante experimentos de evolución viral. Para ello, utilizamos el sistema de AMV que expresa una variante de la proteína NSM que no supera la resistencia y realizamos pases seriados en plantas N.b./Sw-5b. Aquellas líneas de evolución viral en las que desaparezca la respuesta necrótica asociada al gen de resistencia Sw-5b, se determinará la secuencia del gen NSM y se identificarán los residuos de amino ácidos responsables de superar la resistencia. La eficiencia de las nuevas variantes de la proteína NSM se determinará mediante el estudio del transporte a corta y larga distancia, así como experimentos de competencia con la proteína NSM inicial no evolucionada. Con lo que estaremos haciendo lo explicado anteriormente para la gripe pero con un virus de plantas.

El futuro está aquí y no hay que tenerle miedo.

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