Interferența ARN este un mecanism nartural, pe care oamenii l-au descoperit acum. Acest lucru demonstrează că Natura are în continuare multe taine. Descoperirea acestora ar putea duce, pe viitor, la găsirea unor alternative la combaterea clasică a insectelor dăunătoare. Rămâne de văzut și cât de accesibile vor fi, pe viitor, fermierului român.

Tratamente bazate pe interferența ARN, în cercetare
Este cunoscut faptul că ARN (acidul ribonucleic) mesager (ARNm) transportă instrucțiunile necesare sintetizării proteinelor către ribozom, partea celulei în care sunt „asamblate” proteinele. În ultimii ani, biologii au descoperit o mulțime de alte molecule care reglează fin acest proces, inclusiv câteva tipuri de ARN. Printr-un fenomen natural, cunoscut drept interferența ARN, fragmente scurte de ARN pot intercepta și distruge ARN-ul mesager înainte ca acesta să transporte instrucțiunile. Cercetătorii încearcă acum să creeze tratamente bazate pe interferența ARN (ARNi), pentru inactivarea expresiei unei anumite gene (de exemplu, blocarea digestiei la insectele dăunătoare). Această descoperire a deschis noi frontiere în domeniile medicinii umane, dar și al protecției plantelor (combaterea bolilor și dăunătorilor). Cu ARNi, există posibilitatea de a crea fragmente scurte de ARN care să se potrivească cu orice genă sau parte a acesteia și să o inactiveze.

Rezultatele preliminare sunt promițătoare
La Congresul Internațional de Entomologie, acestui subiect i-a fost acordată o atenție specială. Cei mai buni cercetători din domeniile biologiei moleculare și a entomologiei sunt implicați pentru a desluși tainele Naturii. Voi sintetiza câteva direcții ale acestor cercetări moderne.
În lucrarea „RNAi-mediated insect pest management: Challenges and opportunities”, autorul James A. Baun arată că în urma ingerării hranei ce conține ARN dublu catenar (ARDdc) are loc formarea ANRi, ce duce la inactivarea genelor ce produc proteine necesare în procesul de digestie. Degradarea acestor proteine duce la blocarea digestiei, insectele mor de foame și își întrerup ciclul de evoluție.
Acest tip de mecanism a dat rezultate bune în cazul unor specii de insecte dăunătoare din ordinul Coleoptera, cum ar fi gândacul de Colorado (Leptinotarsa decemlineata) sau viermele vestic al rădăcinilor de porumb (Diabrotica virgifera virgifera). Cu toate acestea, noile tehnici nu au avut rezultate pozitive împotriva insectelor dăunătoare din ordinul Hemiptera (ploșnițe) sau Lepidoptera (fluturi). Autorul menționează că provocarea pentru cercetătorii din acest nou domeniu de activitate este de a înțelege mai bine mecanismul procesului interferenței ARN pentru a explica motivele pentru care speciile de insecte din ordinele menționate anterior nu pot fi combătute prin aceste tehnici.
În alte lucrări referitoare la acest subiect s-a menționat folosirea tehnicii interferenței ARN pentru inactivarea genelor responsabile pentru dezvoltarea embrionară a larvelor viermelui vestic al rădăcinilor de porumb (Ana Maria Velez și colab.), controlul dăunătorilor la trestia de zahăr sau citrice (Wayne B. Hunter), precum și evaluarea riscurilor pentru mediul înconjurător ori pentru entomofauna utilă, cu referire la noile reglementări din acest domeniu (Alexie Papanicolaou și colab., Pamela Bachman și colab., Andrea Hitchon și colab.)
Cercetări în acest domeniu se desfășoară și în Africa, pentru protecția culturilor de cartof dulce împotriva atacului gărgăriței cartofului dulce (Cylas puncticollis), dăunător extrem de periculos al acestei culturi, în special în Africa Sub-Sahariană, unde poate produce pierderi de cultură între 60 și 100%, cu efecte catastrofale asupra securității alimentare a populației. Rezultatele preliminare sunt promițătoare, prin aceste tehnici reușind să se inhibe gena responsabilă de formarea exoscheletului, la mai mult de 75% din insectele la care s-au aplicat, prin microinjecție, fragmente de ARNi (Katterinne Prentice și colab.).
Deși încă este considerată o metodă științifică nouă, situată la frontiera entomologiei ca știință, tehnica ARNi ar putea reprezenta, pe viitor, o alternativă viabilă la combaterea clasică a dăunătorilor. Cu toate acestea sunt necesare multiple cercetări interdisciplinare, pentru o mai bună înțelegere a proceselor biologice, la nivel molecular. Dar mai ales sunt necesare alocări de fonduri generoase.

SCHEMA-ADN-ARN-ARNI
Sursa: http://www.savoirs.essonne.fr/sections/ressources/dessins-schemas/photo/schema-adn-arn/?cHashâbe236280f2160b3465c6ad3a09dacb71

ARNi ÎN COMBATEREA TANYMECUS
La noi în țară, tehnica ARNi ar putea fi folosită pentru controlul gărgăriței frunzelor de porumb (Tanymecus dilaticollis Gyll), dar deocamdată acest lucru nu este decât o idee a autorului acestui articol. Subiectul a fost abordat și la conferința națională a Societății de Protecție a Plantelor, de la sfârșitul lunii octombrie 2016, în prezentarea domnului Prof. Univ. Dr. Mihai Berca.

DESCOPERIRE DEMNĂ DE PERMIUL NOBEL
În anul 2006, Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină a fost acordat unui duo de cercetători, pentru descoperirea mecanismului interferenței ARN. Andrew Fire și Craig Mello au demonstrat în 1998 că atunci când molecule dublu spiralate și scurte de ARN, cu secvența complementară unui mesager ARN specific, au fost injectate nematodului Caenorhabditis elegans, producția proteinei de care era responsabil mesagerul ARN în cauză a încetat. Molecule dublu spiralate de ARN, numite ARNsi (ARN de scurtă interferență) se leagă de ARN-ul mesager complementar iar apoi, cu ajutorul unor proteine, rup legăturile chimice din ARN și îl împiedică să livreze instrucțiunile de sintetizare a proteinelor. Acest mecanism are loc în mod natural și este posibil să fi evoluat pentru a le asigura celulelor mai mult control asupra expresiei genice, în particular în timpul dezvoltării embrionare. Metoda ar putea servi, de asemenea, drept mecanism de apărare împotriva virușilor care încearcă să își introducă materialul genetic în celule.

Foto Tanymecus: Activitate intensă a Tanymecus dilaticollis la suprafața solului

Articol publicat in revista Ferma nr. 2 (185) din 1-15 februarie 2017