Las feromonas son sustancias químicas complejas producidas y liberadas por un organismo como medio de comunicación. Permiten que los miembros de la misma especie envíen señales, entre las que se incluyen hacer saber a sus congéneres que están buscando el amor. Desde hace mucho tiempo los agricultores han empleado dispersores de feromonas entre sus cultivos para imitar las señales de los insectos hembra, atrapando o distrayendo a los machos para que no encuentren pareja, como un modo de evitar las plagas. Algunas de estas moléculas se pueden producir mediante procesos químicos, sin embargo, su síntesis química suele ser costosa y genera subproductos tóxicos.
La buena noticia es que ahora, mediante el uso de técnicas de ingeniería genética de precisión, los investigadores del Instituto Earlham en Norwich, en Reino Unido, han podido convertir las plantas del tabaco en fábricas de feromonas sexuales de polilla alimentadas por energía solar empleando varias técnicas de vanguardia para lograr que sean las propias plantas las que produzcan estos y otros valiosos productos naturales.
“La biología sintética puede permitirnos diseñar plantas para hacer mucho más de algo que ya produjeron. Ahora también podemos proporcionar las instrucciones genéticas que les permitan construir nuevas moléculas biológicas, como medicamentos o estas feromonas”, explica Nicola Patron, cuyo equipo modificó la planta del tabaco, Nicotiana benthamiana, para producir las feromonas sexuales una polilla.La misma planta había sido empleada previamente para producir anticuerpos contra el ébola e incluso partículas similares a las del coronavirus para su uso en vacunas contra el Covid-19.
Para ello, el equipo diseño nuevas secuencias de ADN en el laboratorio para imitar los genes de las polillas e introdujo algunos interruptores moleculares para regular con precisión su expresión, lo que activó y desactivó de manera efectiva el proceso de fabricación de feromonas.
Un inconveniente de esta técnica, no obstante, es que al dedicar energía a esta nueva función las plantas dejan de invertirla en su propio desarrollo y crecimiento, “pero nuestra nueva investigación proporciona una forma de regular la expresión génica con muchas más sutileza”, explica Patron.
Así, los investigadores demostraron que el sulfato de cobre podría emplearse para ajustar con precisión la actividad de los genes, permitiendo a las plantas del tabaco controlar los niveles de expresión de cada gen, lo que a su vez les permitió modificar el cóctel de feromonas producidas para adaptarse mejor las distintas especies de polillas que atacaban a las plantas. “Esto nos permite controlar la proporción de productos que se fabrican”.
El equipo espera que su trabajo allane el camino para el uso rutinario de plantas para producir una amplia gama de valiosos productos naturales, ya se trate de feromonas, medicamentos o incluso anticuerpos.
“Una gran ventaja de usar plantas es que puede ser mucho menos costoso que producir moléculas complejas mediante procesos químicos”, declara Patron. “Las plantas ya producen una variedad de moléculas útiles, por lo que podemos utilizar las últimas técnicas para adaptar y refinar la maquinaria existente. Es muy posible que en el futuro podamos ver invernaderos llenos de fábricas de plantas proporcionando una forma más ecológica, económica y sostenible de fabricar moléculas complejas”, concluye.
