En alguna ocasió (44/2018) hem parlat de la mosca de l’oliva (Bactrocera oleae), però són diverses les espècies del gènere Bactrocera que poden adquirir rellevància com a plagues en la regió Mediterrània. Una d’aquestes espècies és B. zonata, coneguda com “la mosca del préssec”. Originària de l’Àsia Oriental, constitueix una amenaça com a espècie invasora per a Europa, Austràlia i les Amèriques. Per contrarestar-ne l’expansió es fan controls fronterers i en camps. Aquests controls depenen de tècniques convencionals d’identificació d’espècie. Dan Mark Alon, del Departament d’Entomologia de l’Organització de Recerca Agrícola de Rishon LeZion, és el primer autor d’un article publicat avui a la revista Pest Management Science sobre una tècnica ràpida i sensible basada en la tecnologia CRISPR-Cas12a per al diagnòstic genètic de B. zonata. Alhora, la tècnica també es capaç de detectar diferencialment la mosca mediterrània de la fruita Ceratitis capitata.
Adults del gènere ‘Bactrocera’ fotografiats damunt d’un anturi
Un mètode de detecció basat en CRIPSR-Cas12a
Dan Mark Alon és investigador del Departament d’Entomologia de l’Organització de Recerca Agrícola, amb seu al Volcani Center de Rishon LeZion. També és membre de l’Escola Shmunis de Biomedicina i Recerca del Càncer de la Facultat de Ciència de la Vida de la Universitat de Tel-Aviv.
Tamir Partosh és tècnic a les unitats de Sanitat Vegetal, Entomologia i Nematologia, i Química del Volcani Center.
David Burstein és cap de laboratori a la Escola Shmunis.
Gur Pines és investigador del Volcani Centre, amb una recerca orientada a l’edició genòmica, el diagnòstic i detecció molecular i l’enginyeria metabòlica.
Alon i Pines són els autors corresponsals d’aquest article, que fou tramès a la revista Pest Management Science l’11 de juliol. Després d’una revisió conclosa el 22 d’agost, l’article fou acceptat l’1 de setembre i publicat el dia 8.
Les CRISPR són, com indica el seu acrònim, repeticions palindròmiques breus interespaiades regularment i agregades. Són una família de seqüències d’ADN presents en genomes d’arqueons i bacteris. Aquests elements arribaren al genoma cel·lular des de genomes de virus bacteriòfags, i de fet tenen com a funció principal protegir aquestes cèl·lules procariòtiques d’infeccions víriques. Hom ha considerat el sistema CRISPR com un sistema d’immunitat adquirida específic de seqüència nucleotídica.
El sistema CRISPR funciona com a tal sistema d’immunitat gràcies a nucleases associades. Una d’aquestes és la nucleasa Cas12a (=Cpf1). El sistema CRISPR1/Cas12a fou descrit originàriament en el bacteri Francisella novicida a mitjan de la dècada passada.
El sistema CRISPR1/Cas12a té aplicacions evidents en el diagnòstic genètic d’espècies. Cal una caracterització genètica mínima de l’espècie diana per tal de dissenyar les seqüències dels oligonucleòtids que faran d’encebadors, específics i universals, del sistema. En aquest estudi Alon et al. posen de manifest l’especificitat i alta sensibilitat d’aquest mètode en la identificació de les espècies Bactrocera zonata i Ceratitis capitata. Aquestes dues espècies pertanyen a la família dels tefrítids, juntament amb una llarga llista (hi ha 5.000 espècies descrites). Si ja és complicat la diferenciació morfològica entre adults de diferents espècies de tefrítids, més ho és encara la diferenciació en els estadis previs del desenvolupament (ous, larves, pupes). A les tècniques clàssiques morfològiques s’afegeixen les tècniques moleculars, però la tècnica CRISPR-Cas12a d’Alon et al. ofereix altres avantatges. La reacció en la qual es fonamenta ofereix resultats d’alta fiabilitat i és prou estable com per aplicar-la eventualment en anàlisis in situ, és a dir en el mateix control duaner o en investigacions de camp realitzades pels propis pagesos.
Els avantatges d’aquesta tècnica
El mètode d’Alon et al. és de fàcil ús i de cost assequible. Consisteix en tres fases:
a) extracció d’ADN, en la que s’utilitza una tècnica simple.
b) amplificació isotèrmica de l’ADN, en contrast a la PCR que requereix l’ús d’un termociclador.
c) un sistema de detecció basat en la Cas12a.
La modularitat del mètode permet adaptar-lo a un ample ventall de plagues. L’adaptació requeriria modificar els encebadors emprats en la fase d’amplificació i els elements del sistema CRISPR-Cas12a que participen en la detecció.
En darrer terme, Alon et al. aspiren a adaptar aquesta tècnica al treball in situ d’operadors no especialitzats en controls fronterers i en altres localitats. D’acord amb el nivell d’amenaça de tal o tal espècie es podrien programar deteccions específiques. Els països en vies de desenvolupament, que no tenen un accés suficient a laboratoris convencionals, s’hi beneficiarien especialment.
Lligams:
– Rapid and sensitive on-site genetic diagnostics of pest fruit flies using CRISPR-Cas12a. Dan Mark Alon, Tamir Partosh, David Burstein, Gur Pines. Pest Manag. Sci. (2022).
Des de la Mediterrània 