Έλεγχος παθογόνων και παρασίτων: νέες πιθανές λύσεις που προσφέρουν οι ιοί και η γενετική

Ενώ το βιολογικό μέτωπο πιέζει να αποδεκατίσει το υπάρχον 
φυτοϋγειονομικό οπλοστάσιο , το οποίο γίνεται αντιληπτό ως λύσεις που προσφέρει η χημεία, πλεον μελετώνται και άλλες δυνατότητες για να επιτευχθεί η προστασία των καλλιεργειών χωρις τη χρήση αγροχημικών. Και δεν μιλάμε μόνο για άμεσες τροποποιήσεις του γονιδιώματος, δηλαδή αυτές που λαμβάνονται μέσω γενετικής ακτινοβολίας , διαγένεσης ή 
γενετικής επεξεργασίας. Ο κόσμος της έρευνας στην πραγματικότητα διερευνά τη δυνατότητα χρήσης 
ιών και νηματίων RNA  για τον έλεγχο συγκεκριμένων παρασίτων.

Όσον αφορά τους ιούς, μια μελέτη δημοσιεύθηκε πρόσφατα   που γεννήθηκε από την εργασία μιας ομάδας με επικεφαλής τον 
Fabio Pasin , έναν Ιταλό ερευνητή που εργάζεται στο Ισπανικό Εθνικό Ερευνητικό Συμβούλιο, βασικά στο Ισπανικό Cnr. Οι ιοί μπορούν στην πραγματικότητα να σχεδιαστούν για να επάγουν τη σύνθεση νουκλεϊκών οξέων, πεπτιδίων και πρωτεϊνών σε έναν οργανισμό, επομένως θα μπορούσαν με κάποιο τρόπο 
να επαναπρογραμματίσουν ορισμένα χαρακτηριστικά των φυτών επίσης με κληρονομικό τρόπο.

Εμβολιασμοί για στοχευμένες αλλαγές

Η ιδέα των ερευνητών είναι να εμβολιαστούν οι καλλιέργειες με ιούς ικανούς να «ενημερώσουν» τη γενετική κληρονομιά των φυτών με συγκεκριμένα γονίδια που τους προσδίδουν ειδική αντοχή . Αυτή η τεχνική επιχειρήθηκε στο παρελθόν για να σωθεί η παπάγια από το Prsv, ένα ακρωνύμιο του ιού Papaya RingSpot, που μεταφέρθηκε από αφίδες. Εκείνη την εποχη οι εξασθενημενοι ιοι χρησιμοποιήθηκαν για να εκπαιδεύσουν τα φυτά και να βελτιώσουν την αντίδρασή τους στην πραγματική μόλυνση.

Δυστυχώς, δεν λειτούργησε πολύ καλά. Στην πραγματικότητα, η λύση βρέθηκε τότε στις δεκαετίες του ’80 και του ’90 στους κλασικούς ΓΤΟ . Οι γενετικά τροποποιημένες ποικιλίες παπάγιας, ανοσίες στον ιό, έσωσαν παράλογα ακόμη και τις βιολογικές καλλιέργειες που τις περιφρονούσαν, καθώς αυτές καλλιεργούνταν σε περιοχές στις οποίες η παπάγια βιοτεχνολογίας λειτουργούσε ως φυτοϋγειονομικός κλοιός. Κάποια μορφή ανοσίας της αγέλης , για να κάνουμε μια απερίσκεπτη σύγκριση, υπάρχει επομένως και μεταξύ των φυτών και ευτυχώς κανένα κίνημα κατά του Vax δεν έχει εφεύρει ακόμη διοτι σποτελει μύθος για τέτοια εμβόλια.

Η ερευνητική ομάδα του Fabio Pasin προχώρησε πέρα ​​από τις πρακτικές εμβολιασμού που παρατηρήθηκαν για την παπάγια, τροποποιώντας γενετικά τους ιούς χρησιμοποιώντας τις τεχνικές Crispr-Cas9 . Αυτό κατέστησε δυνατή την επίτευξη βελτιώσεων στα φυτά που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία που μπορούν επίσης να γίνουν κληρονομικά , επιτρέποντας την επιτάχυνση της επιλογής νέων ποικιλιών. Επιπλέον, τα μέτωπα ανάπτυξης μιας τέτοιας έρευνας είναι πολλαπλά, εξετάζοντας επίσης συγκεκριμένα φυσιολογικά χαρακτηριστικά των φυτών, όπως η αντοχή στην ξηρασία . 

RNA: άμυνα σε ένα νήμα

Το mRna  (αγγελιοφόρος RNA) είναι ο ταχυδρόμος που δημιουργείται ειδικά στον κυτταρικό πυρήνα για να στείλει τις γενετικές πληροφορίες που περιέχονται σε συγκεκριμένα γονίδια στα ριβοσώματα που λειτουργούν στο κυτταρόπλασμα. Στην πράξη, είναι ένα είδος καλουπιού που στη συνέχεια θα χρησιμοποιηθεί για να βάλει στη σωστή σειρά όλα τα αμινοξέα που χρειάζονται για τη δημιουργία μιας καλά καθορισμένης πρωτεΐνης. Για παράδειγμα ένα ένζυμο. Αυτό στη συνέχεια θα εκτελέσει κάποια εργασία μέσα στον οργανισμό στον οποίο δημιουργήθηκε. 

Ένα παράδειγμα προληπτικής χρήσηςαυτής της βιολογικής διαδικασίας στην υγειονομική περίθαλψη είναι πιο πρόσφατο, με τα εμβόλια mRNA  κατά του Covid-19. Σε αυτή την περίπτωση το απαραίτητο mRNA δεν δημιουργείται στον πυρήνα των ανθρώπινων κυττάρων, με βάση τα γονίδια που υπάρχουν στα χρωμοσώματα, αλλά εμβολιάζεται σε ασθενείς ώστε τα ριβοσώματα τους να «τυπώσουν» την πρωτεΐνη ακίδας με την οποία προσκολλάται ο ιός στα κύτταρα του πνεύμονα.

Στην πραγματικότητα, αυτή η πρωτεΐνη είναι ένα αντιγόνο , δηλαδή ένα μόριο που αναγνωρίζεται ως ξένο από το σώμα μας, το οποίο αντιδρά παράγοντας τα καταλληλότερα αντισώματα. Με αυτόν τον τρόπο, εάν ο ιός αντιμετωπιζόταν πραγματικά, θα έβρισκε έναν συμπαγή στρατό να τον περιμένει που τον γνωρίζει καλά και ανυπομονεί να τον επιτεθεί και να τον εξαλείψει. 

Το βήμα από την υγεία του ανθρώπου στην υγεία των φυτών θα μπορούσε να είναι πιο σύντομο από όσο νομίζετε.

Σε αυτή την περίπτωση, ο πρωταγωνιστής δεν είναι ένας κλώνος mRNA, αλλά μάλλον ένας που ονομάζεται iRNA , δηλαδή παρεμβαλλόμενο RNA . Δημιουργήθηκε για την καταπολέμηση συγκεκριμένων εντόμων, αυτή η λύση θα μπορούσε να προστατεύσει τα φυτά ακόμη και χωρίς να καταφύγει στα συνηθισμένα εντομοκτόνα και με σχεδόν απόλυτη περιβαλλοντική ασφάλεια. Στην πραγματικότητα, δεδομένου ότι ο κλώνος iRNA είναι ειδικός για το παράσιτο , κανένας άλλος οργανισμός δεν καταστρέφεται μετά την κατανομή του. 

Για παράδειγμα, ένα από αυτά τα νέα « βιοπαρασιτοκτόνα » έχει εγκριθεί από την Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος των ΗΠΑ (EPA). Η ανασκόπηση των δεδομένων χρειάστηκε από τους ειδικούς τέσσερα χρόνια δουλειάς, αλλά τώρα το προϊόν μπορεί να διατεθεί στην αγορά . Στόχος του είναι το σκαθάρι της πατάτας , ένα σκαθάρι που σκίζει κυριολεκτικά το φύλλωμα της καλλιέργειας, τιμωρώντας σοβαρά τις αποδόσεις του. 

Το βιοπαρασιτοκτονο βασίζεται ακριβώς στον μηχανισμό παρεμβολής που παράγεται από έναν συγκεκριμένο κλώνο dsRNA , δηλαδή έναν τύπο δίκλωνου RNA. Μόλις ψεκαστεί στα φυτά, αυτό το νήμα εισέρχεται στο παράσιτο εντός του οποίου χωρίζεται σε μικρά θραύσματα iRna (παρεμβαλλόμενο RNA) από ένα ένζυμο του σκαθαριού του Κολοράντο που ονομάζεται Dicer σε ακρωνύμιο . Με αυτόν τον τρόπο το νήμα ενεργοποιείται, καθιστώντας ικανό να αλληλεπιδρά με ένα άλλο συγκεκριμένο ένζυμο που ονομάζεται Risk (Σύμπλοκο σίγησης που προκαλεί RNA). Αυτό θα καταστρέψει τους κλώνους RNA που είναι συμπληρωματικοί του iRNA, εκείνους που είναι ζωτικής σημασίας για το σκαθάρι, σκοτώνοντάς το. 
Αναμένονται λοιπόν εξελίξεις προς αυτή την κατεύθυνση. 

Συγγραφέας: Donatello Sandroni