Biotecnología de péptidos antimicrobianos y su aplicación en distintos patosistemas vegetales
Resumen ejecutivo
Los problemas derivados del uso de fungicidas en la agricultura y su importancia en la economía del país, justifican la búsqueda de compuestos activos eficaces y seguros para el medio ambiente y los consumidores. Una alternativa emergente es la aplicación de péptidos antimicrobianos inhibidores del crecimiento de microorganismos patógenos.
Nuestro grupo de investigación ha identificado y caracterizado en extractos de semilla, la presencia de péptidos y/o proteínas con actividad antimicrobiana. La actividad antifúngica en algunos casos -también verificada en péptidos de síntesis provenientes de regiones encriptadas en moléculas de mayor dimensión- han mostrado un alto potencial in vitro e in vivo, alentando la producción en escala para evaluar su comportamiento en diversos patosistemas vegetales.
Penicillium digitatum, es el principal patógeno de postcosecha de cítricos presente en plantas de empaque de exportación en el mundo. Se han identificado péptidos antimicrobianos que reúnen ciertas características deseables para su aplicación en poscosecha, como ser la estabilidad a proteasas, resistencia a pH extremos y termoestabilidad. La expresión de uno de estos péptidos en E. coli se mostró muy activa en P. digitatum y Fusarium oxisporum. Ensayos preliminares, mostraron que la concentración de inhibición del 50% de las esporas, fue menor a 10 uM, presentando un comportamiento dosis-respuesta similar para ambos hongos.
El proyecto formula la evaluación de la producción biotecnológica a gran escala de péptidos antimicrobianos en dos sistemas de expresión, en factoría celular empleando E. coli y en plantas de Brachypodium distachyon.
Se está trabando en la optimización de los dos sistemas de expresión, así como en el análisis de rendimientos y costos de producción. El péptido identificado, expresado bajo dos sistemas, será evaluado por su actividad en tres patosistemas, para los cuales se tienen resultados promisorios de inhibición de crecimiento de hongos. Se evaluará las curvas de dosis respuesta en Penicillium sp., Colletotrichum sp. y en Alternaria sp. y en ensayos de inoculación en fruto de citrus, olivo y tomate respectivamente. Posibles aplicaciones en otros sistemas serán evaluados, por ejemplo en el sistema forestal donde el patógeno Fusarium circinatum es un problema potencial en Pinus radiata para nuestro país.
Equipo técnico INIA
ANA ARRUABARRENA
ANA CONDE
MARCO DALLA RIZZA
CAROLINA LEONI
ELENA PEREZ
Equipo técnico externo
Dr. Giovanni Salvatore De Simone
Dr. José Marcos
José F. Marcos
Pablo Oppezzo, Rosario Uriarte
Prof. Eduardo Blumwald, Dr. Hiromi Tajima.
Instituciones participantes
FIOCRUZ
IATA
IPM
UCD