Los científicos descubren cómo las plantas previenen la transmisión de virus a las próximas generaciones

Los científicos han descubierto cómo las plantas evitan que los virus se transmitan a sus semillas. El descubrimiento podría garantizar cultivos más sanos y reducir la transmisión de enfermedades de madres a hijos, tanto en plantas como en humanos. El estudio realizado por científicos de la Universidad de California en Riverside revela que la interferencia del ARN es la clave para bloquear la propagación de virus en las plantas durante el desarrollo de las semillas.

Los virus en las plantas pueden propagarse internacionalmente a través del comercio de semillas. El problema de la transmisión de virus desde las plantas madre a sus semillas, conocida como transmisión vertical, es una preocupación mundial en la agricultura. Esto se debe a la capacidad de los virus de permanecer "escondidos" en las semillas durante años, provocando graves epidemias cuando crecen las plantas infectadas.

El estudio dirigido por el profesor Shou-Wei Ding del Departamento de Microbiología y Patología Vegetal de UC Riverside buscó comprender por qué sólo un pequeño porcentaje de semillas de plantas infectadas se ven afectadas por virus. Para abordar esta cuestión, el equipo se centró en la vía inmunológica que previene la transmisión del virus.

El equipo probó cientos de variedades de la planta. Arabidopsis thaliana, infectándolos con el virus del mosaico del pepino. Este virus afecta a más de mil especies de plantas y provoca manchas y anillos amarillos en hojas y frutos. El análisis identificó dos genes cruciales que activan el proceso de interferencia del ARN, que bloquea la producción de proteínas virales en las plantas.

Estos genes son funcionales sólo en las primeras etapas del desarrollo de la semilla. Producen enzimas esenciales llamadas Dicer-like 2 y Dicer-like 4, que generan pequeños fragmentos de ARN, conocidos como ARNip. Estos fragmentos se encargan de inhibir la producción de proteínas virales, previniendo la infección.

Cuando los científicos modificaron las plantas para que no produjeran estas enzimas, el resultado fue una infección viral más grave y un aumento diez veces mayor en la transmisión del virus a las semillas. Hasta el 40% de las nuevas plántulas resultaron infectadas, lo que demuestra el impacto directo de la interferencia del ARN en la defensa inmune de las plantas.

El estudio también investigó por qué, incluso en plantas con fuertes defensas inmunes, un pequeño porcentaje de semillas aún se infecta. Descubrieron que algunos virus producen proteínas que bloquean la vía de interferencia del ARN. El siguiente paso de la investigación será intentar reforzar esta vía inmunológica, con el objetivo de reducir aún más las tasas de transmisión viral.

Este descubrimiento tiene amplias implicaciones, ya que la interferencia del ARN es un mecanismo conservado en diversos organismos, incluidos invertebrados, hongos y mamíferos. Además de beneficiar a la agricultura, los científicos esperan que la investigación ayude a prevenir la transmisión de virus humanos, como el Zika, que causa graves defectos de nacimiento cuando se transmite de madre a hijo.

El descubrimiento allana el camino para el desarrollo de nuevas estrategias para proteger los cultivos y controlar la propagación de enfermedades virales, tanto en plantas como en animales.

Se puede obtener más información en doi.org/10.1016/j.chom.2024.08.009