Publication: Caracterización y secuenciación de un megaplásmido que codifica para las toxinas entomopatógenas en una cepa de Bacillus thuringiensis con actividad dual aislada en Colombia.
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Date
2005-10
Authors
Orduz Peralta, Sergio
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Abstract
El uso de la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt) dentro de planes de manejo de insectos de importancia agrícola y en el área de la salud pública para el control de insectos vectores de enfermedades al hombre está ampliamente reportado. En la mayoría de las cepas estudiadas se ha encontrado que los genes de las toxinas de Bt se encuentran localizadas en plásmidos de alto peso molecular. Recientemente, Berry et al. (2002) han encontrado que en el caso de Bt serovar. israelensis (Bti), además de los genes de las toxinas activas para mosquitos, en el megaplásmido pBtoxis se encuentran también otros factores como una nueva toxina con dominio de unión para carbohidratos, lo que probablemente contribuye a la toxicidad total de Bti, además de factores de virulencia, posibles secuencias codificadoras de antibióticos, genes responsables de la germinación, etc, así como varios elementos móviles (transposones) que pueden estar involucrados en la dispersión de los genes de las toxinas hacia otras cepas y a la formación de nuevas toxinas. Además se ha identificados factores involucrados en la germinación y esporulación de esta bacteria lo cual podría tener implicaciones a nivel de mejoramiento de la producción industrial de este tipo de biopesticidas.
Las mayores desventajas de Bt en el control biológico de insectos son: 1. la posible aparición de resistencia, y 2. el estrecho rango de acción. Por estas razones, la búsqueda y caracterización de cepas con actividad nueva o aumentada se ha convertido en el objetivo fundamental de muchos grupos de investigación en todo el mundo. Algunas de las cepas aisladas en Colombia por la Unidad de Biotecnología y Control Biológico de la Corporación para Investigaciones Biológicas han mostrado características compatibles con la solución de los problemas antes mencionados. Particularmente la cepa CIDT-CIB 146-14604 tiene actividad dual; es tóxica tanto para insectos del orden Coleoptera como del orden Lepidoptera. Estos órdenes contienen especies de insectos de gran importancia en agricultura, tanto en Colombia como en muchos países del mundo. Este tipo de cepas con actividad dual se encuentra de manera poco frecuente en la naturaleza, y por lo tanto, han tenido que ser desarrolladas en el laboratorio por medio de ingeniería genética, lo cual ha significado grandes dificultades en el proceso de registro de productos comerciales basados en este tipo de cepas recombinantes o transconjugantes.
La toxicidad de Bt se debe a la presencia de proteínas toxicas contenidas en cristales paraesporales producidos durante la esporulación, las cuales pueden tener alta especificidad contra un determinado grupo de insectos (Höfte y Whiteley, 1989). Aunque la contribución de muchas de las toxinas individuales a la virulencia ha sido determinada, aún no se conoce bien todo su mecanismo de acción. Colin Berry (co-investigador de este proyecto), recientemente dirigió el proyecto de secuenciación nucleotídica completa de un megaplásmido de Bti, el cual codifica toxinas entomopatógenas donde se encontraron nuevas toxinas, factores de virulencia, posibles secuencias codificadoras de antibióticos, genes responsables de la germinación y esporulación, y secuencias codificadoras de transposones, que podrían determinan un nivel significativo de flujo genético en su ancestro. Sin embargo, aún no se tiene bien claro como son las rutas de dispersión de los plásmidos y su importancia en el proceso de toxicidad y en la generación de nuevas toxinas. Los recientes avances en la biología molecular permiten que la comparación de secuencias nucleotídicas o genómicas, tales como megaplásmidos, puedan contribuir a la determinación de factores adicionales involucrados en la toxicidad.
Por otro lado, Sergio Orduz (investigador principal), ha estado a la vanguardia de la investigación en Colombia, con el fin de descubrir y caracterizar nuevas cepas entomopatogénicas. Una de estas nuevas cepas, Bt CIDT-CIB 146-14604, es de particular importancia.