Enero 4, 2022
Por UAM
Con la creación de un bioplaguicida para cultivos de nopal con base en péptidos de veneno de araña, matriculados en las licenciaturas en Ingeniería Bioquímica Industrial; en Ingeniería en Alimentos; en Ingeniería Biológica, y en Biología Molecular de la Universidad Autónoma Metropolitana (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 y en la que participa el Instituto Tecnológico de Massachusetts, entre otras casas de estudio.
La llamada Fundación iGEM difunde la biología sintética y estimula el avance de las nuevas generaciones en el conocimiento sobre dicho campo, señalaron en entrevista Grecia García Elizalde, Alan Antonio Herrera Pineda, Benoni Emmanuel Rojas Ramírez y Adrián Guerrero Guzmán -matriculados en la Licenciatura en Ingeniería Bioquímica Industrial de la Unidad Iztapalapa y parte del grupo de 14 estudiantes de ese campus y de la sede Cuajimalpa que, asesorado por investigadores, propuso un bioplaguicida con base en péptidos de veneno de araña dirigido a mitigar los efectos negativos de las plagas en la siembra de la planta.
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.
Herrera Pineda refirió que el colectivo iGEM UAM obtuvo Medalla de Oro y la categoría de Mejor Proyecto de Alimentos y Nutrición, al haber cumplido con todos los criterios establecidos por la organización, por lo que fue parte de los seis finalistas de la competencia, al ganar el segundo sitio global y merecer por esto una invitación a conocer las instalaciones de Ginkgo Bioworks, la compañía de biotecnología más grande del orbe, ubicada en la Ciudad de Boston, Massachusetts, donde será asesorado y respaldado en la etapa experimental del trabajo.
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 Herrera Pineda.
Guerrero Guzmán explicó que se han concentrado en particular en cultivos de la Alcaldía Milpa Alta y 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.
Testimonios de agricultores de la especie en la demarcación 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.
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”.
Los matriculados en la Licenciatura en Ingeniería Bioquímica Industrial proponen “un bioplaguicida que tenga un enfoque local creado con herramientas computacionales y de la biología sintética para ofrecer a los agricultores y campesinos la mejor calidad de investigación”.
