El desarrollo de herbicidas se ha desacelerado en los últimos años, pero métodos de investigación innovadores pronto podrían conducir a avances significativos en este campo.
Don Norman, editor adjunto de la publicación canadiense en línea sobre agricultura Grainews, escribe: “Durante décadas, el ritmo de descubrimiento de nuevos modos de acción (es decir, cómo un herbicida interfiere con las funciones normales de una planta) ha sido constante. Entre los años 1950 y 1980, en promedio, se registró un nuevo modo de acción cada dos años. Desde entonces, con excepción de un pequeño número de nuevos ingredientes activos, las innovaciones importantes en herbicidas se han vuelto raras.
El Dr. Frank Dayan, profesor del departamento de biología agrícola de la Universidad Estatal de Colorado, señaló varias razones para el declive, incluido el aumento del gasto en programas de investigación y desarrollo y comercialización. Sin embargo, el experto, hablando en una conferencia de agrónomos de Manitoba en Winnipeg, señaló que una de las principales razones de la desaceleración en el ritmo de la innovación es la dependencia ahora habitual a largo plazo del glifosato.
“Durante muchos años recibimos alrededor de 100 patentes al año. Luego, cuando aparecieron cultivos resistentes al glifosato, ese número disminuyó repentinamente. Nos dijeron que el glifosato resolvería todos nuestros problemas de malezas, así que dejamos de investigar esa zona», dijo Dayan.
La buena noticia es que la desaceleración en los descubrimientos no se debe a que los investigadores se estén quedando sin objetivos para los herbicidas. Si bien es cierto que la mayoría de los objetos disponibles ya han sido recolectados, Dayan enfatizó que los científicos aún están encontrando nuevos objetivos y nuevas formas de usarlos de manera más efectiva.
Los científicos están recurriendo a nuevos enfoques (estrategias que se centran en vías biológicas previamente ignoradas o que explotan procesos naturales) para desarrollar soluciones de herbicidas más eficaces.
Una empresa de Carolina del Norte llamada Oerth Bio está siguiendo un enfoque interesante al explorar el uso de moléculas PROTAC (quimera dirigida a la proteólisis) en el desarrollo de herbicidas. Una molécula PROTAC es un tipo especial de molécula que ayuda al cuerpo a deshacerse de proteínas no deseadas o dañinas, pero puede ser engañada para que se dirija a las proteínas que la planta necesita.
Los herbicidas tradicionales, explica Diane, funcionan uniéndose a una proteína específica de la planta, bloqueando su función y matando a la planta. El método de Oerth Bio es diferente: utiliza los propios sistemas de la planta para descomponer las proteínas objetivo.
Básicamente, los investigadores identifican una proteína en la planta que necesita ser atacada y luego usan partes de la molécula PROTAC para dirigir el sistema natural de descomposición de proteínas de la planta (ligasa E3) para marcar la proteína para su destrucción. La ligasa une una pequeña molécula llamada ubiquitina a una proteína, marcándola para su destrucción por el proteasoma de la planta (el «equipo de limpieza» celular que descompone las proteínas no deseadas).
«La belleza de este método es que utiliza el propio sistema de reciclaje de la planta para eliminar las proteínas objetivo», explicó el experto. Aunque la investigación de Oerth Bio todavía está en sus primeras etapas y aún no está disponible para uso comercial, promete ser una nueva forma de controlar las malezas al apuntar a sus procesos biológicos a nivel de proteínas.
Otra estrategia prometedora es la propuesta por la empresa israelí Projini, que trabaja en el problema de las llamadas “proteínas intratables”.
«Proteína intratable» se refiere a una proteína en la planta que es difícil de atacar con tratamientos con herbicidas porque carece de los sitios de unión a los que normalmente se unen los herbicidas.
Para superar estos problemas, en lugar de intentar alterar los sitios tradicionales donde una proteína hace el trabajo, Projini se enfoca en procesos biológicos en plantas donde dos proteínas necesitan trabajar juntas para realizar la tarea.
Dayan señaló un ejemplo en el que los científicos identificaron compuestos que interfieren con la interacción de dos proteínas involucradas en la síntesis de cisteína, un aminoácido crítico. Al interrumpir estas interacciones, se pueden bloquear vías bioquímicas enteras en la planta, impidiendo la producción de compuestos críticos y, en última instancia, matando a la planta.
Otra empresa que está impulsando los límites del desarrollo de herbicidas es MicroMGX, y se centra en descubrir nuevos fosfonatos: compuestos químicos con un gran potencial como herbicidas. Tanto el glufosinato como el glifosato se derivan de fosfonatos naturales.
Los fosfonatos funcionan imitando las sustancias naturales que necesitan las plantas y alterando su capacidad para procesar nutrientes. Por ejemplo, el glufosinato imita al glutamato, una molécula que afecta el crecimiento de las plantas al interferir con una enzima llamada glutamina sintetasa.
Para encontrar nuevos fosfonatos, MicroMGX estudia los genomas de los microbios para identificar las enzimas involucradas en la producción de estos compuestos naturales. Al examinar una amplia gama de cepas microbianas, identificaron un grupo de genes en Pantoea ananatis, un tipo de bacteria.
Diane dice que la compañía de Chicago pudo realizar ingeniería inversa del grupo de genes, determinar la estructura del fosfonato y descubrir cómo cultivar el microbio para producir grandes cantidades de un poderoso herbicida natural llamado pentafos.
En la misma línea, el ponente se refirió a un estudio de 2018 publicado en Nature. En él, los investigadores se centraron en un compuesto llamado ácido aspergilar, producido por el hongo Aspergillus, que tiene propiedades herbicidas. Los investigadores secuenciaron el genoma del hongo para identificar los genes responsables de producir el compuesto herbicida.
El punto clave de este estudio es que, además de encontrar los genes del herbicida, los investigadores encontraron otro gen que le daba al hongo resistencia a su propio compuesto tóxico, permitiéndole protegerse del herbicida que producía. “Básicamente, se obtiene un nuevo herbicida y un nuevo objetivo de resistencia a ese herbicida”, explicó el experto.
Según él, todas las tecnologías y enfoques mencionados pueden conducir al desarrollo de nuevos herbicidas en las próximas décadas. Para concluir, Dayan destacó que la industria ha aprendido lecciones del exceso de confianza que rodeó el desarrollo de cultivos resistentes al glifosato.
“La gestión integrada de malezas es hacia donde debemos avanzar. “Si seguimos haciendo las mismas cosas que antes, volveremos a tener los mismos problemas”, concluyó su intervención.
Fuente: www.grainews.ca. Autor: Don Norman.
