Combatir plagas engañándolas
Ante el llamamiento de los consumidores, los cultivadores y las autoridades a una reducción del uso de plaguicidas, las feromonas sexuales (productos químicos que producen de forma natural los insectos para atraer a sus parejas de apareamiento) parecen ser muy prometedoras para el control sostenible de las plagas agrícolas. Su efecto beneficioso se consigue a través de la alteración del apareamiento: pequeñas cantidades de feromona sexual repartidas por los campos o huertos, confunden a los insectos, que no pueden encontrarse para aparearse y proliferar. Sin embargo, las feromonas sexuales son moléculas complejas y su síntesis química requiere productos químicos caros y genera residuos peligrosos. El objetivo del proyecto ΕcoFRUIT, financiado con fondos europeos, es proporcionar una producción sostenible y rentable de feromonas de insectos mediante la fermentación como alternativa viable a la síntesis química. EcoFRUIT se llevó a cabo con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie(se abrirá en una nueva ventana). El centro de atención específico del proyecto era la feromona de la carpocapsa o gusano de las manzanas(se abrirá en una nueva ventana), denominada «codlemona» porque se trata de una importante plaga de las manzanas, peras, ciruelas y otras frutas. Producir codlemona de forma asequible permite un uso más generalizado de un método respetuoso con el medio ambiente para controlar las plagas de diversos cultivos. Además, el equipo de EcoFRUIT se proponía confirmar la eficacia de la codlemona fermentada frente a la codlemona sintética en ensayos de laboratorio y en huertos de manzanos, así como dar a conocer las feromonas como alternativa a los insecticidas.
Observación de los insectos
Lo que diferencia a EcoFRUIT es cómo trató de aprender de la naturaleza. Los compuestos que produjo el equipo ya existen, puesto que son sintetizados por las propias especies de insectos. Cada insecto utiliza una feromona o mezcla de feromonas específica para atraer a sus parejas de apareamiento y distinguirse de las demás especies. Los científicos estudiaron a los insectos, e incluso sus genomas y transcriptomas, para dilucidar las rutas de síntesis de las feromonas de cada insecto y luego copiarlas en «Yarrowia lipolytica»(se abrirá en una nueva ventana), un tipo de levadura oleaginosa modificada. En cooperación con BioPhero, una empresa de biotecnología especializada en la fermentación de feromonas, el equipo del proyecto EcoFRUIT logró establecer la tecnología(se abrirá en una nueva ventana) para la producción eficiente y a gran escala de feromonas. «Y. lipolytica» es un hospedador ideal porque produce de forma natural cantidades elevadas de los precursores necesarios para la síntesis de feromonas.
Resolución de enigmas en el laboratorio
Al dirigir el metabolismo de esta levadura, los investigadores pudieron crear cepas de levaduras como plataforma que se puede emplear para sintetizar una serie de feromonas diferentes, las cuales se dirigen a distintas especies de insectos. «Lo bonito del proyecto EcoFRUIT es que una vez desarrollada la tecnología para la producción de un tipo de feromona, disponemos de una plataforma que puede modificarse para producir muchas otras feromonas», explica Leonie Wenning, coordinadora del proyecto. Incluso si la ruta de producción de la codlemona de la carpocapsa es relativamente conocida, resultó ser extremadamente complicado aplicar la biosíntesis en «Y lipolytica», debido a sus diferentes composiciones moleculares. Otra dificultad fue que no se conocen todas las enzimas de la ruta de producción de la codlemona de la carpocapsa y, por lo tanto, el equipo tuvo que examinar muchas enzimas para identificar las que presentaban la función deseada. «Ahora nos encontramos en un punto en el que sabemos cómo sintetizar codlemona en la levadura “Y. lipolytica”», concluye Wenning. Los próximos pasos del equipo son ajustar todo el proceso de principio a fin y aplicarlo a mayor escala. Otras actividades incluyen ensayos de campo para la validación de la eficacia de las feromonas y la obtención de las autorizaciones reglamentarias.
