Modificando genomas para abordar problemas globales

El sharpshooter de alas vidriosas es un saltahojas de media pulgada de longitud que se alimenta introduciendo su boca similar a una pajita en el tejido acuoso de las plantas. Este insecto es originario del noreste de México, pero a finales de la década de 1980 llegó al sur de California. Desde su llegada, ha causado estragos en los viñedos de la región. La mayoría de los daños no los produce el insecto en sí, sino lo que lleva consigo. El sharpshooter tiene una capacidad sin igual para adquirir y propagar una bacteria patógena, Xylella fastidiosa, que causa un trastorno conocido como la enfermedad de Pierce en las vides. Las plantas afectadas se marchitan y sus uvas se arrugan. A lo largo de los años, se han utilizado diversos métodos para detener la propagación del sharpshooter, pero está mostrando una creciente resistencia a los insecticidas y representa una amenaza significativa y en crecimiento para la industria vinícola de California.

Un equipo de científicos de la Universidad de California, Riverside, está trabajando en la aplicación de la tecnología de edición génica CRISPR para combatir al sharpshooter. Su objetivo es realizar cambios físicos permanentes en el insecto que dificulten su capacidad de adquirir y transferir la bacteria Xylella. El trabajo del equipo se basa en la tecnología de corte génico CRISPR, que se dio a conocer en un artículo de investigación publicado en 2012. Los investigadores observaron cómo las bacterias cortan y conservan fragmentos de ADN de los virus que las atacan, para identificar y defenderse rápidamente de esos virus en el futuro. Estos fragmentos de virus se almacenan en el genoma de las bacterias, dentro de segmentos de ADN con un patrón inusual: Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas Regularmente, de ahí el nombre CRISPR. Cuando una bacteria encuentra un virus que reconoce, lo elimina a través de un proceso doble. Primero, utiliza una forma de ácido ribonucleico (ARN) para guiar una enzima hacia el ADN viral; luego, la enzima se une a éste y rompe las hebras de su ADN, incapacitándolo.

El equipo planea insertar genes en el genoma del sharpshooter para hacer más difícil que el patógeno se adhiera. Como resultado, en lugar de fijarse en las partes internas de la boca del insecto, las bacterias serán tragadas y pasarán a través de él. A medida que se mezclen con la población de sharpshooters locales, los insectos transgénicos transmitirán este nuevo rasgo genético. Sin embargo, el equipo también añadirá un cambio genético adicional a través de CRISPR para asegurar que la población del sharpshooter finalmente disminuya a niveles manejables o incluso desaparezca por completo, inactivando efectivamente los cromosomas X de los insectos, lo que significa que solo se pueden producir machos por apareamiento. La técnica, conocida como "X-shredding", ya ha sido aplicada en mosquitos con un índice de éxito esperado de hasta un 70 por ciento.

La desaparición de los sharpshooters de alas vidriosas sería vista como un beneficio en California, pero si uno de los insectos transgénicos llegara a las poblaciones nativas en Texas y más allá, esto podría representar una amenaza existencial para toda la especie. Por esta razón, el equipo de UC Riverside tiene la intención de hacer que la unidad genética sea específica solo para la población de insectos de California.

Por último, la edición génica podría tener un gran impacto en la agricultura en el futuro al permitir el control o la eliminación de plagas de insectos sin impacto ambiental. Desde insectos hasta microbios, las posibilidades emergentes de CRISPR en la agricultura están abriendo nuevas vías de investigación con el potencial de transformar la sostenibilidad y la productividad en este sector.