Identificación funcional de tres nuevos genes involucrados a resistencia a B. thuringiensis en Plutella spp

Abstract

La explotación amplia y sostenida del entomopatógeno Bacillus thuringiensis (Bt) en el control de insectos plagas y vectores de enfermedades está amenazada por la evolución de resistencia. En el presente trabajo, se combinaron la construcción de genotecas substractivas y el análisis de función génica mediante ARN interferente (ARNi), para determinar las bases moleculares de la resistencia al bio-insecticida Dipel en la población KarUK6 del insecto modelo Plutella xylostella. Dipel es el producto comercial más difundido de su tipo a escala mundial, utilizado para el control de diferentes insectos plagas por estar basado en una mezcla de esporas y toxinas insecticidas de Bt subespecie kurstaki cepa HD1 (Btk-HD1), con un espectro de acción amplio. Como contraparte, se utilizó una población susceptible a Dipel, genéticamente similar a KarUK6. El análisis ontológico de las genotecas substractivas mostró una multitud de procesos biológicos alterados en la cepa resistente; mientras, el análisis de la expresión génica en presencia de Dipel evidenció la naturaleza pre-inducida de la respuesta transcripcional en la cepa KarUK6. Por su regulación, se destacaron tres genes – SDF2L1, CDKAL1 y HEL-1 – los dos primeros nunca antes descritos en invertebrados, cuyos ortólogos en vertebrados son claves para regular la homeostasis celular ante diferentes tipos de estrés. El silenciamiento génico vía ARNi de los tres genes suprimió la resistencia a Dipel en las larvas de KarUK6, demostrando que estos genes o los mecanismos celulares en que participan, son cruciales para la resistencia. Entre los resultados novedosos de este trabajo se encuentran: 1) primera publicación de genes diferencialmente expresados en una población de P. xylostella resistente a Dipel (Btk-HD1), 2) primera descripción en un invertebrado de los ortólogos de SDF2L1 y CDKAL1, dos genes claves de la respuesta celular al estrés, y 3) la demostración funcional vía ARNi de la importancia de tres nuevos genes de P. xylostella para la resistencia al insecticida Dipel. El conocimiento adquirido tiene como importancia práctica fundamental que nos muestra tres nuevos genes del insecto que pudieran ser “blanco” de estrategias dirigidas a minimizar el riesgo de resistencia a un producto comercial basado en B. thuringiensis y consecuentemente, lograr incrementar su efectividad. El trabajo cuenta con una publicación en la prestigiosa revista Insect Molecular Biology, de la Sociedad Real Entomológica, presentaciones en congresos nacionales e internacionales y avales de personalidades reconocidas en la temática.