Un insecto genéticamente modificado ( GM ) es un insecto que ha sido modificado genéticamente , ya sea mediante mutagénesis , o mediante procesos más precisos de transgénesis o cisgénesis . Las motivaciones para el uso de insectos transgénicos incluyen fines de investigación biológica y manejo genético de plagas . El manejo genético de plagas capitaliza los avances recientes en biotecnología y el repertorio creciente de genomas secuenciados para controlar las poblaciones de plagas, incluidos los insectos. Los genomas de insectos se pueden encontrar en bases de datos genéticas como NCBI, [1]y bases de datos más específicas para insectos como FlyBase, [2] VectorBase, [3] y BeetleBase. [4] Hay una iniciativa en curso iniciada en 2011 para secuenciar los genomas de 5.000 insectos y otros artrópodos llamados i5k. [5] Algunos lepidópteros (por ejemplo, las mariposas monarca y los gusanos de seda ) han sido modificados genéticamente en la naturaleza por el bracovirus avispa . [6]
Tipos de manejo genético de plagas
La técnica de los insectos estériles (TIE) se desarrolló conceptualmente en las décadas de 1930 y 1940 y se utilizó por primera vez en el medio ambiente en la década de 1950. [7] [8] [9] SIT es una estrategia de control en la que los insectos machos se esterilizan, generalmente mediante irradiación, y luego se liberan para aparearse con hembras salvajes. Si se liberan suficientes machos, las hembras se aparearán con machos en su mayoría estériles y pondrán huevos no viables. Esto hace que la población de insectos colapse (la abundancia de insectos está extremadamente disminuida) y, en algunos casos, puede conducir a la erradicación local. La irradiación es una forma de mutagénesis que provoca mutaciones aleatorias en el ADN.
La liberación de insectos portadores de letales dominantes (RIDL) es una estrategia de control que utiliza insectos modificados genéticamente que tienen (portan) un gen letal en su genoma (el ADN de un organismo). Los genes letales causan la muerte en un organismo y los genes RIDL solo matan insectos jóvenes, generalmente larvas o pupas. De manera similar a cómo la herencia de los ojos marrones es dominante en los ojos azules, este gen letal es dominante de modo que toda la descendencia del insecto RIDL también heredará el gen letal. Este gen letal tiene un interruptor de encendido y apagado molecular, lo que permite la cría de estos insectos RIDL. El gen letal se apaga cuando los insectos RIDL se crían en masa en un insectario y se enciende cuando se liberan en el medio ambiente. Los machos y hembras RIDL son liberados para aparearse con machos salvajes y sus crías mueren cuando alcanzan la etapa larvaria o pupal debido al gen letal. Esto hace que la población de insectos colapse. Esta técnica se está desarrollando para algunos insectos y para otros insectos se ha probado en el campo. Se ha utilizado en las Islas Gran Caimán, Panamá y Brasil para controlar el mosquito vector del dengue, Ae. aegypti. [10] [11] [12] Se está desarrollando para su uso en la polilla del dorso de diamante ( Plutella xylostella ), [13] [14] moscamed [15] [16] y mosca del olivo. [17]
Técnica de insectos incompatibles (IIT) - Wolbachia
Arresto Embrionario Dominante Efecto Materno (Medea)
Trituradora X
Preocupaciones
Existe preocupación sobre el uso de tetraciclina de forma rutinaria para controlar la expresión de genes letales. Existen rutas plausibles para que los genes de resistencia se desarrollen en las bacterias dentro de los intestinos de los insectos transgénicos alimentados con tetraciclina y, desde allí, circulen ampliamente en el medio ambiente. Por ejemplo, los genes resistentes a los antibióticos podrían transmitirse a la bacteria E. coli y a la fruta mediante la mosca transgénica de la fruta del Mediterráneo ( Ceratitis capitata ).
Lanzamientos
En enero de 2016 se anunció que en respuesta al brote del virus Zika , el Comité Nacional de Bioseguridad de Brasil aprobó la liberación de más mosquitos Aedes aegypti modificados genéticamente en todo su país. Anteriormente, en julio de 2015, Oxitec dio a conocer los resultados de una prueba en la región de Juazeiro de Brasil, de los llamados mosquitos "autolimitados", para combatir los virus del dengue, chikungunya y zika. Concluyeron que las poblaciones de mosquitos se redujeron en aproximadamente un 95%. [18] [19]
Especies modificadas
Investigacion biologica
- Las moscas de la fruta ( Drosophila melanogaster ) son organismos modelo utilizados en una variedad de disciplinas biológicas (es decir , neurobiología , genética de poblaciones , ecología , comportamiento animal , sistemática , genómica y desarrollo ). [20] [21] [22] Muchos estudios realizados con especies de Drosophila han sido fundamentales en sus respectivos campos y siguen siendo modelos importantes para otros organismos, incluidos los humanos. Por ejemplo, han contribuido a comprender insectos económicamente importantes y a investigar las enfermedades y el desarrollo humanos. [23] [24] Las moscas de la fruta a menudo se prefieren a otros animales debido a su corto ciclo de vida, tasa de reproducción, bajos requisitos de mantenimiento y facilidad para la mutagénesis. También son el organismo genético modelo por razones históricas, siendo uno de los primeros organismos modelo y tiene un genoma completo de alta calidad .
Manejo genético de plagas
- Mosquito de la fiebre amarilla ( Aedes aegypti )
- Mosquito de la malaria ( Anopheles gambiae y Anopheles stephensi ) [25] [26] [27]
- Gusano rosado de la cápsula ( Pectinophora gossypiella )
Polilla de espalda de diamante
Las orugas de la polilla del lomo de diamante se atiborran de vegetales crucíferos como el repollo, el brócoli, la coliflor y la col rizada, lo que les cuesta a los agricultores a nivel mundial un estimado de $ 5 mil millones (£ 3,2 mil millones) al año en todo el mundo. [28] En 2015, Oxitec desarrolló polillas de dorso de diamante transgénicas que producen larvas femeninas no viables para controlar las poblaciones capaces de desarrollar resistencia a los insecticidas. Los insectos transgénicos se colocaron inicialmente en jaulas para ensayos de campo. Anteriormente, la polilla fue la primera plaga de cultivos en desarrollar resistencia al DDT [29] y finalmente se volvió resistente a otros 45 insecticidas. [30] En Malasia, la polilla se ha vuelto inmune a todos los aerosoles sintéticos. [31] El gen es una combinación de ADN de un virus y una bacteria . En un estudio anterior, los machos cautivos que portaban el gen erradicaron comunidades de polillas no transgénicas. [29] Los tamaños de las crías eran similares, pero la descendencia femenina murió antes de reproducirse. El gen en sí desaparece después de unas pocas generaciones, lo que requiere la introducción continua de machos cultivados con transgénicos. Las polillas modificadas se pueden identificar por su brillo rojo bajo la luz ultravioleta , causado por un transgén de coral . [31]
Los oponentes afirman que la proteína producida por el gen sintético podría dañar a los organismos no objetivo que se comen a las polillas. Los creadores afirman haber probado la proteína del gen en mosquitos, peces, escarabajos, arañas y parasitoides sin observar problemas. Los agricultores cercanos al sitio de prueba afirman que las polillas podrían poner en peligro la certificación orgánica de las granjas cercanas . Los expertos legales dicen que los estándares orgánicos nacionales penalizan solo el uso deliberado de OGM. Los creadores afirman que la polilla no migra si hay suficiente comida disponible, ni puede sobrevivir al clima invernal. [31]
Mosca mediterránea de la fruta
La mosca mediterránea de la fruta es una plaga agrícola mundial. Infestan una amplia gama de cultivos (más de 300), incluidas frutas silvestres, verduras y nueces, y en el proceso causan daños sustanciales. [32] La empresa Oxitec ha desarrollado machos transgénicos que tienen un gen letal que interrumpe el desarrollo de las hembras y las mata en un proceso llamado "letalidad femenina prepupa". Después de varias generaciones, la población de moscas disminuye a medida que los machos ya no pueden encontrar parejas. Para criar moscas en el laboratorio, el gen letal se puede "silenciar" usando el antibiótico tetraciclina . [32]
Los opositores argumentan que los efectos a largo plazo de la liberación de millones de moscas transgénicas son imposibles de predecir. Las larvas de moscas muertas podrían quedar dentro de los cultivos. Helen Wallace de Genewatch , una organización que monitorea el uso de tecnología genética, declaró que "la fruta cultivada con moscas transgénicas de Oxitec se contaminará con gusanos transgénicos que están programados genéticamente para morir dentro de la fruta que se supone que protegen". Añadió que es probable que el mecanismo de letalidad falle a largo plazo a medida que las moscas transgénicas desarrollen resistencia o se reproduzcan en sitios contaminados con tetraciclina, que se usa ampliamente en la agricultura. [32]
Legislación
En julio de 2015, el Comité de Ciencia y Tecnología de la Cámara de los Lores (Reino Unido) inició una investigación sobre los posibles usos de los insectos transgénicos y sus tecnologías asociadas. El alcance de la investigación es incluir preguntas como "¿Se beneficiarían los agricultores si los insectos fueran modificados para reducir las plagas de los cultivos? ¿Cuáles son las preocupaciones éticas y de seguridad sobre la liberación de insectos modificados genéticamente? ¿Cómo debería regularse esta tecnología emergente?" [33]
notas y referencias
- ^ "Centro Nacional de Información Biotecnológica" . www.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 8 de abril de 2016 .
- ^ Grupo, Desarrollo Web FlyBase. "Página de inicio de FlyBase" . flybase.org . Consultado el 8 de abril de 2016 .
- ^ "¡Bienvenido a VectorBase! | VectorBase" . www.vectorbase.org . Consultado el 8 de abril de 2016 .
- ^ "BeetleBase |" . beetlebase.org . Consultado el 8 de abril de 2016 .
- ^ "Proyecto del genoma de insectos 5.000 (i5k) lanzado | Sociedad Entomológica de América" .
- ^ Gasmi, Laila; Boulain, Helene; Gauthier, Jeremy; Hua-Van, Aurelie; Musset, Karine; Jakubowska, Agata K .; Aury, Jean-Marc; Volkoff, Anne-Nathalie; Patrick, Susanne (17 de septiembre de 2015). "Domesticación recurrente por lepidópteros de genes de sus parásitos mediados por bracovirus" . PLOS Genet . 11 (9): e1005470. doi : 10.1371 / journal.pgen.1005470 . ISSN 1553-7404 . PMC 4574769 . PMID 26379286 .
- ^ Hendrichs, J .; Franz, G .; Rendon, P. (12 de enero de 1995). "Mayor eficacia y aplicabilidad de la técnica de los insectos estériles a través de liberaciones solo para machos para el control de la mosca de la fruta del Mediterráneo durante la época de fructificación". Revista de Entomología Aplicada . 119 (1–5): 371–377. doi : 10.1111 / j.1439-0418.1995.tb01303.x . ISSN 1439-0418 .
- ^ Klassen, W .; Curtis, CF (1 de enero de 2005). Dyck, VA; Hendrichs, J .; Robinson, AS (eds.). Historia de la técnica de los insectos estériles . Springer Holanda. págs. 3-36. doi : 10.1007 / 1-4020-4051-2_1 . ISBN 9781402040504.
- ^ Klassen, Waldemar (1 de enero de 2004). "Técnica de insectos estériles". Enciclopedia de entomología . Springer Holanda. págs. 2099–2118. doi : 10.1007 / 0-306-48380-7_4080 . ISBN 9780792386704.
- ^ Harris, Angela F .; Nimmo, Derric; McKemey, Andrew R .; Kelly, Nick; Scaife, Sarah; Donnelly, Christl A .; Haya, Camilla; Petrie, William D .; Alphey, Luke (1 de noviembre de 2011). "Rendimiento de campo de mosquitos machos modificados". Biotecnología de la naturaleza . 29 (11): 1034-1037. doi : 10.1038 / nbt.2019 . ISSN 1087-0156 . PMID 22037376 .
- ^ Harris, Angela F .; McKemey, Andrew R .; Nimmo, Derric; Curtis, Zoe; Black, Isaac; Morgan, Siân A .; Oviedo, Marco Neira; Lacroix, Renaud; Naish, Neil (1 de septiembre de 2012). "Exitosa supresión de una población de mosquitos de campo mediante la liberación sostenida de mosquitos machos modificados". Biotecnología de la naturaleza . 30 (9): 828–830. doi : 10.1038 / nbt.2350 . ISSN 1087-0156 . PMID 22965050 .
- ^ Carvalho, Danilo O .; McKemey, Andrew R .; Garziera, Luiza; Lacroix, Renaud; Donnelly, Christl A .; Alphey, Luke; Malavasi, Aldo; Capurro, Margareth L. (2015). "Supresión de una población de campo de Aedes aegypti en Brasil por liberación sostenida de mosquitos machos transgénicos" . PLOS Enfermedades tropicales desatendidas . 9 (7): e0003864. doi : 10.1371 / journal.pntd.0003864 . PMC 4489809 . PMID 26135160 .
- ^ Harvey-Samuel, Tim; Ant, Thomas; Gong, Hongfei; Morrison, Neil I; Alphey, Luke (1 de mayo de 2014). "Efectos a nivel de población de los costos de aptitud asociados con inserciones transgénicas letales femeninas reprimibles en dos insectos plaga" . Aplicaciones evolutivas . 7 (5): 597–606. doi : 10.1111 / eva.12159 . ISSN 1752-4571 . PMC 4055180 . PMID 24944572 .
- ^ Harvey-Samuel, Tim; Morrison, Neil I .; Walker, Adam S .; Marubbi, Thea; Yao, Ju; Collins, Hilda L .; Gorman, Kevin; Davies, TG Emyr; Alphey, Nina (16 de julio de 2015). "Control de plagas y manejo de la resistencia mediante la liberación de insectos portadores de un transgén de selección de machos" . Biología BMC . 13 (1): 49. doi : 10.1186 / s12915-015-0161-1 . PMC 4504119 . PMID 26179401 .
- ^ Leftwich, Philip T .; Koukidou, Martha; Rempoulakis, Polychronis; Gong, Hong-Fei; Zacharopoulou, Antigoni; Fu, Guoliang; Chapman, Tracey; Economopoulos, Aris; Vontas, John (7 de octubre de 2014). "Eliminación genética de poblaciones de moscas de la fruta del Mediterráneo en jaulas de campo" . Actas de la Royal Society of London B: Biological Sciences . 281 (1792): 20141372. doi : 10.1098 / rspb.2014.1372 . ISSN 0962-8452 . PMC 4150327 . PMID 25122230 .
- ^ Gong, Peng; Epton, Matthew J .; Fu, Guoliang; Scaife, Sarah; Hiscox, Alexandra; Condon, Kirsty C .; Condon, George C .; Morrison, Neil I .; Kelly, David W. (1 de abril de 2005). "Un sistema genético letal dominante para el control autocida de la mosca de la fruta del Mediterráneo". Biotecnología de la naturaleza . 23 (4): 453–456. doi : 10.1038 / nbt1071 . ISSN 1087-0156 . PMID 15750586 .
- ^ Ant, Thomas; Koukidou, Martha; Rempoulakis, Polychronis; Gong, Hong-Fei; Economopoulos, Aris; Vontas, John; Alphey, Luke (19 de junio de 2012). "Control de la mosca del olivo mediante técnica de insecto estéril mejorada genéticamente" . Biología BMC . 10 (1): 51. doi : 10.1186 / 1741-7007-10-51 . PMC 3398856 . PMID 22713628 .
- ^ "Así es como los mosquitos transgénicos con genes de 'autodestrucción' podrían salvarnos del virus Zika" . The Washington Post . 2016.
- ^ "Comunicado de prensa: el mosquito Oxitec trabaja para controlar Aedes aegypti en el hotspot del dengue" . Oxitec. 2015. Archivado desde el original el 3 de febrero de 2016 . Consultado el 29 de enero de 2016 .
- ^ Powell, Jeffrey R. (1 de enero de 1997). Progresos y perspectivas en biología evolutiva: el modelo de Drosophila . Prensa de la Universidad de Oxford. ISBN 9780195076912.
- ^ Sokolowski, Marla B. (1 de noviembre de 2001). "Drosophila: la genética se encuentra con el comportamiento". Nature Reviews Genética . 2 (11): 879–890. doi : 10.1038 / 35098592 . ISSN 1471-0056 . PMID 11715043 .
- ^ Clyne, Peter J .; Warr, Coral G .; Freeman, Marc R .; Lessing, Derek; Kim, Junhyong; Carlson, John R. (1 de febrero de 1999). "Una nueva familia de proteínas de siete transmembrana divergentes: receptores odorantes candidatos en Drosophila". Neurona . 22 (2): 327–338. doi : 10.1016 / S0896-6273 (00) 81093-4 . PMID 10069338 .
- ^ Reiter, Lawrence T .; Potocki, Lorena; Chien, Sam; Gribskov, Michael; Bier, Ethan (1 de junio de 2001). "Un análisis sistemático de secuencias de genes asociadas a enfermedades humanas en Drosophila melanogaster" . Investigación del genoma . 11 (6): 1114–1125. doi : 10.1101 / gr.169101 . ISSN 1088-9051 . PMC 311089 . PMID 11381037 .
- ^ Chintapalli, Venkateswara R .; Wang, Jing; Dow, Julian AT (1 de junio de 2007). "Uso de FlyAtlas para identificar mejores modelos de enfermedad humana de Drosophila melanogaster". Genética de la naturaleza . 39 (6): 715–720. doi : 10.1038 / ng2049 . ISSN 1061-4036 . PMID 17534367 .
- ^ Hammond, Andrew; Galizi, Roberto; Kyrou, Kyros; Simoni, Alekos; Siniscalchi, Carla; Katsanos, Dimitris; Gribble, Matthew; Baker, decano; Marois, Eric (7 de diciembre de 2015). "Un sistema de impulsión genética CRISPR-Cas9 dirigido a la reproducción femenina en el vector del mosquito de la malaria Anopheles gambiae" . Biotecnología de la naturaleza . 34 (1): 78–83. doi : 10.1038 / nbt.3439 . ISSN 1546-1696 . PMC 4913862 . PMID 26641531 .
- ^ Roberts, Michelle (24 de noviembre de 2015). "Los mosquitos mutantes 'resisten la malaria ' " . BBC News Health . Consultado el 24 de noviembre de 2015 .
- ^ Gantz, Valentino M .; et al. (26 de octubre de 2015). "Unidad genética de alta eficiencia mediada por Cas9 para la modificación de la población del mosquito vector de la malaria Anopheles stephensi" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 112 (49): E6736–43. doi : 10.1073 / pnas.1521077112 . PMC 4679060 . PMID 26598698 . Consultado el 24 de noviembre de 2015 .
- ^ Tú, Minsheng; Yue, Zhen; Él, Weiyi; Yang, Xinhua; Yang, Guang; Xie, Miao; Zhan, Dongliang; Baxter, Simon W .; Vasseur, Liette (1 de febrero de 2013). "Un genoma de polilla heterocigoto proporciona información sobre la herbivoría y la desintoxicación" . Genética de la naturaleza . 45 (2): 220–225. doi : 10.1038 / ng.2524 . ISSN 1061-4036 . PMID 23313953 .
- ^ a b Harvey-Samuel, Tim; Morrison, Neil I .; Walker, Adam S .; Marubbi, Thea; Yao, Ju; Collins, Hilda L .; Gorman, Kevin; Davies, T. Ge; Alphey, Nina (2015). "Control de plagas y manejo de la resistencia mediante la liberación de insectos portadores de un transgén de selección de machos" . Biología BMC . 13 (1): 49. doi : 10.1186 / s12915-015-0161-1 . ISSN 1741-7007 . PMC 4504119 . PMID 26179401 .
- ^ Miyata, Tadashi; Saito, Tetsuo; Noppun, Virapong. "Estudios sobre el mecanismo de resistencia a los insecticidas de la polilla del dorso de diamante" (PDF) . Laboratorio de Entomología Aplicada y Nematología, Facultad de Agricultura, Universidad de Nagoya . Consultado en septiembre de 2015 . Cite journal requiere
|journal=
( ayuda );Verifique los valores de fecha en:|access-date=
( ayuda ) - ^ a b c Powell, Devin (31 de agosto de 2015). "Sustitución de plaguicidas por genética" . New York Times . Consultado en septiembre de 2015 . Verifique los valores de fecha en:
|access-date=
( ayuda ) - ^ a b c Hogenboom, M. (14 de agosto de 2015). "Las moscas genéticamente modificadas 'podrían salvar cultivos ' " . BBC . Consultado el 12 de septiembre de 2015 .
- ^ "Temas de insectos genéticamente modificados de la nueva investigación de los Señores" . www.parlamento.es. 20 de julio de 2015 . Consultado el 11 de septiembre de 2015 .
Ver también
- Esterilidad hereditaria en insectos
- Lista de ensayos de técnicas de insectos estériles
- Ecología de insectos
- Detección de organismos modificados genéticamente
enlaces externos
- Laboratorio virtual de moscas transgénicas - Instituto Médico Howard Hughes BioInteractive
- Wentworth, Jonathan (4 de noviembre de 2014). "Insectos transgénicos y control de enfermedades" . Oficina Parlamentaria de Ciencia y Tecnología . Consultado el 20 de noviembre de 2014 . Cite journal requiere
|journal=
( ayuda )