Boletín Nº 56, Insectos "Terminator" asesinos de hembras

Boletín No. 56
Quito, 16 de mayo de 2001

Insectos "Terminator" asesinos de hembras

El Departamento de agricultura de los Estados Unidos (USDA) ha aprobado la liberación en campo de la polilla del algodón genéticamente modificada el próximo verano, como un preludio del desarrollo de un rasgo que elimine a las hembras como una forma de controlar la plaga de la polilla del algodón. La Dra. Mae-Wan Ho y el Profesor Joe Cummins explican la genética y los peligros de los sistemas eliminadores de hembras.

El sistema eliminador de hembras, se desarrolla con la técnica del insecto estéril (SIT), la cual ha sido utilizada en el control biológico de plagas desde los años cincuentas. Este sistema consiste en crear y liberar cantidades de insectos hechos estériles por medio de irradiación de rayos X y por otros métodos. Inicialmente, fueros liberados insectos estériles de ambos sexos, pero se pensó que las hembras estériles eran perjudiciales para el control de plagas. Una razón importante es que un solo macho puede aparearse con muchas hembras, mientras que cada hembra puede aparearse solamente con pocos machos. Por lo tanto, se inventaron los mecanismos de distribución genética (GSMs) para matar hembras. Hasta muy recientemente, todos los mecanismos de distribución genética involucraban radiación inducida con translocalización X-Y, por ejemplo moviendo una parte de un cromosoma normal X al cromosoma Y. El cromosoma Y resultante luego actúa como un marcador selectivo dominante en una población en la cual todos los cromosomas X llevan un gen que es ?condicionante letal? en doble dosis. Un ?condicionante letal? es un gen que mata, bajo ciertas condiciones ?no permitidas?, como por ejemplo, exposición al calor. De tal manera que, cuando la población es sometida a calor, los machos (XY) sobreviven, mientras que las hembras (XX) mueren.

Recientemente otros sistemas ?condicionantes letales? han sido considerados para exterminar las hembras. Estos sistemas pueden ser introducidos en cualquier especie de plaga de insectos con la ayuda de la ingeniería genética. Como resultado, los insectos (GM) genéticamente manipulados pueden ser liberados directamente sin una pre esterilización. Un método involucra la creación de una estirpe que lleva un gen condicionante letal, especifico sexual, por ejemplo, un gen letal que se expresa solamente en un sexo bajo ?condiciones no permisibles?. El diseño es tal que la condición ?no permisible? (una que permite la supervivencia) depende de ciertos químicos que pueden ser adicionados a la dieta de alimentación en la fábrica de insectos. Los investigadores han construidos tales sistemas en los Drosophila.

Ellos hacen uso de elementos especiales de control de transcripción (por ejemplo promotores) y factores de transcripción, proteínas que obligan a los promotores a acrecentar la transcripción. Primero, el factor de transcripción, tTa, una proteína que actúa recíprocamente con la tretraciclina, es puesto bajo control de un promotor, Yp3, el cual es activo en las larvas femeninas y adultas, pero no en las masculinas. Luego, un gen portador LacZ, codificando por B-galacto oxidasa es puesto bajo otro promotor, el elemento sensible de la tretraciclina, tRe. En la ausencia de tetraciclina, tTa inhibe al tRe provocando que el gen portador se exprese. Sin embargo, en presencia de tetraciclina, ésta inhibe tTa, y por lo tanto no le permite inhibir a tRe y el gen portador no se expresa.

Algunos descendientes de las moscas homozygous fueron cruzadas con las construcciones, Yp3-tTa y tRe-LacZ, respectivamente. La descendencia resultante fue cultivada con la presencia y la ausencia de tetraciclina en el medio de cultivo. Se probó en adultos la actividad de b-galacto oxidasa. Las hembras que crecieron con una dieta normal sin tetraciclina dieron un resultado positivo de la enzima, mientras que las hembras que crecieron con tetraciclina y todos los machos fueron negativos.

Para crear los eliminadores de hembras se puso Ras64B bajo el control del tRe, un producto genético tóxico; y se construyó una línea con tRe-Ras64B. (Ras1 es un gen que se codifica por una proteína la cual juega un papel muy importante en regular la transcripción en la célula. Ras64B es una extraña mutación defectiva del alelo de Ras1. Los homólogos Ras son onco genes que contribuyen significativamente al cáncer humano.) La línea tre-Ras64b fue cruzada con otra línea en la cual el tTa fue puesto bajo un promotor no específico (constitutivo). Su descendencia que creció con tetraciclina fue viable y fértil. En un medio normal, sin embargo, ninguna descendencia sobrevivió, es decir machos y hembras murieron. Cuando se cruzó la línea de tRe-Ras64B con la Yp3-tTa, la descendencia masculina sobrevivió, pero la femenina no en ausencia de tetraciclina.

Subsecuentemente, los investigadores crearon una línea de homzygota de los dos, Yp3-tTa y tRe-Ras64B en el mismo cromosoma, y fue mantenida en un medio con tetraciclina para inhibir la reacción del Ras64B. Cuando las moscas fueron transferidas a un medio sin tetraciclina, ninguna descendencia femenina fue recuperada en una muestra de mas de 5000 machos. El sistema genético funciona también con productos genéticos que son específicamente tóxicos para las hembras.

Los machos fueron fértiles cuando se aparearon con otras hembras. Esto es importante para la expansión del gen eliminador de hembras a lo largo de toda la población de la plaga. Sin embargo, podría también esparcir el gen en especies de la misma familia. También existe el potencial de transferencia horizontal hacia especies que no son de la misma familia.

El propósito de introducir este gen dentro de vectores transposon promiscuos multiplicará enormemente los riesgos de una transferencia horizontal hacia especies que no son de la misma familia, con potenciales efectos desastrosos en la biodiversidad.

Existen argumentos de peso para parar estos desarrollos, junto a los peligros que pueden ser ya previstos. En reportajes anteriores (2,3), nosotros hemos dado la evidencia de que el promotor usado en el proyecto de la polilla manipulada genéticamente es promiscuo e inestable, y que los vectores integrados tienden a una movilización secundaria.

1. Thomas DD, Donnelly CA, Wood RJ and Alphey LS. Control de la población de insectos usando un sistema genético letal, represivo y dominante. Cienca 2000: 287 2474-6

2. 2. ?Insectos Terminator ? un inicial? por Joe Cummins ISIS Report, Marzo 2001 http://www.i-sis.org/piggybac-pr.shtml

3. ?Los insectos terminator dan alas hacia los invasores de genomas? por Mae-Wan Ho, ISIS Report, marzo 2001

http://www.i-sis.org/terminsects-pr.shtml

Fuente: ISIS report ? Marzo 20 del 2001