Para combatir las plagas que dañan la planta de nopal, estudiantes de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), desarrollaron un bioplaguicida con base en péptidos de veneno de araña.
El bioplaguicida desarrollado corresponde al campo de la biología sintética, “en particular a los circuitos genéticos y la construcción de levaduras rediseñadas genéticamente, con la capacidad de producir péptidos de veneno de araña”, puntualizó el estudiante de Ingeniería Bioquímica Industrial, Alan Antonio Herrera Pineda.
En tanto, el alumno Adrián Guerrero Guzmán explicó que una de las ventajas del bioplaguicida es que ofrece una solución benéfica para el medio ambiente, por la posibilidad de sustituir el uso excesivo de agroquímicos, que en México son empleados a pesar de su prohibición en el mundo.
Con este desarrollo, los estudiantes de la UAM ganaron el segundo lugar de la Primera Edición de la Liga de Diseño Latinoamericana, competencia internacional convocada por The International Genetically Engineered Machine Foundation (iGEM) y en la que participa el Instituto Tecnológico de Massachusetts, entre otras casas de estudio.
El equipo intervino en el certamen, junto con otros 24 de ocho países, los cuales presentaron proyectos que buscan resolver alguna problemática social recurriendo a la Biotecnología; por México fueron también los institutos Politécnico Nacional y Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, resultando la UAM la mejor posicionada, con nominaciones en seis premios especiales: Mejor enfoque de Biología Computacional; Mejor enfoque de arte; Mejor implementación de circuito genético; Mejor enfoque de Bioseguridad, y Mejor infografía científica, además del Premio a Héroes locales, alzándose con la presea en los dos primeros.
Productores de nopal en Milpa Alta
Testimonios de agricultores del nopal en la alcaldía Milpa Alta en la CDMX aducen que los agroquímicos han sido la causa de la baja en la producción y una de las consecuencias de la aplicación indiscriminada de plaguicidas es la erosión del suelo, por lo que se buscan alternativas.
En general estos cultivos son atacados por una variedad de plagas y en Milpa Alta las de mayor presencia son el picudo barrenador, la grana cochinilla y un hongo denominado mancha negra. El primero de ellos es muy dañino porque en áreas pequeñas se come los brotes de nopal, así que los que logran crecer son cosechados muy descompuestos y esto se traduce en pérdidas económicas.
Para el hongo mancha negra –cuyo vector de transmisión es el picudo barrenador– no existe una forma fácil de contrarrestarlo y lo que se hace es quitar la planta, excavar un metro de profundidad en la tierra y quemar la parte contaminada.
Contra este tipo de enfermedades “elaboramos un bioplaguicida a base de péptidos de veneno de araña, pues sabemos que la sustancia tiene propiedades insecticidas por sus componentes”, expuso Rojas Ramírez.
“Encontramos dos péptidos de veneno de dos arañas australianas distintas, los cuales fueron cuidadosamente elegidos por una extensa investigación y tomando en cuenta diversos factores, por ejemplo, que fueran específicos contra el orden de insectos a los que se busca combatir; en este caso, el picudo barrenador, y que estuviesen libres de toxicidad, tanto para otros organismos como para el hábitat”.
Los jóvenes exploraron el modelado de proteínas, analizando las interacciones de los péptidos con los canales de iones de los insectos y diseñaron un circuito genético con biología sintética. En ambas áreas recurrieron a herramientas bioinformáticas “para implementar las ideas que teníamos”.
Un péptido tiene como objetivo los canales de sodio y el otro los de calcio de insectos del orden coleóptera, al que pertenece la plaga objetivo: picudo barrenador del nopal. Estos venenos son específicos y seguros para los agricultores y los consumidores, así como adecuados desde el punto de vista ecológico, pues no afectan a insectos benéficos.
En estas reuniones identificaron la secuencia genética de los dos péptidos de veneno de araña y de una lectina de origen vegetal, que dirige el veneno a la hemolinfa del insecto.
Posteriormente, mediante ingeniería genética, plataformas bioinformáticas y simuladores de experimentos “ensamblamos secuencias de DNA que codifican proteínas de fusión péptido-lectina y algunos otros genes, entre ellos la proteína verde fluorescente para detectar las transformantes con más alta producción de la proteína de fusión. Estas secuencias fueron clonadas en un vector de alta expresión para la levadura Pichia pastoris”.
Con la información de estas simulaciones “pudimos ver las condiciones óptimas en las que produciríamos nuestros péptidos en un biorreactor”, describió Rojas Ramírez.
Grecia García Elizalde comentó que tuvieron mucho cuidado en examinar que ese veneno no afectara a los mamíferos, así como en verificar su estabilidad, con el fin de garantizar que soporten determinados entornos ambientales. “También que no tuvieran propiedad intelectual, ya que algunos péptidos de veneno de araña se encuentran patentados”.
