Instituto de Biotecnolog’a, UNAM. MŽxico.
RESUMEN (ABSTRACT)
Bacillus thuringiensis (Bt) es una bacteria Gram-positiva que produce inclusiones cristalinas durante la fase de esporulaci—n los cuales est‡n formados por prote’nas Cry que tienen una alta actividad insecticida. Esta toxinas son muy espec’ficas, son inocuas a humanos, y son biodegradables. Se han utilizado como bioinsecticidas en agricultura durante los œltimos 50 a–os. Nuestro laboratorio se ha dedicado a entender como funcionan a nivel molecular.
Las prote’nas Cry son sintetizadas como protoxinas. Cuando un organismo susceptible ingiere los cristales, Žstos son solubilizados en el ambiente alcalino del intestino medio. La protoxina soluble es activada mediante digesti—n proteol’tica. Posteriormente se une secuencialmente a diferentes receptores localizados en las microvellosidades de las cŽlulas del epitelio intestinal, una prote’na tipo caderina (Bt-R1) y una aminopeptidasa (APN). La interacci—n de la toxina con el receptor caderina induce cambios conformacionales en la toxina que expone nuevos sitios para digesti—n proteol’tica. Se induce un corte en el extremo amino terminal, este procesamiento expone residuos hidrofobitos del dominio I que permite la formaci—n de un oligomero de cuatro subunidades. El oligomero aumenta 200 veces su afinidad por el segundo receptor, APN, la cual se encuentra en microdominios de membrana, donde la composici—n lip’dica de la membrana es favorable para la inserci—n del preporo y formaci—n del poro. El poro formado por la toxina es poco selectivo permitiendo el paso de diversos iones hacia el interior de las cŽlulas provocando la despolarizaci—n de la membrana plasm‡tica y la entrada de agua hasta la lisis celular y la muerte de la larva.
Diversos grupos han aislado insectos resistentes en el laboratorio a base de alimentarlos con prote’nas Cry en grandes cantidades y han estudiado el mecanismo de resistencia. El mecanismo mas comœn que genera resistencia es que los insectos pierden el primer receptor, caderina. Nuestros estudios nos hicieron entender que era posible saltar la interacci—n con el primer receptor y que la toxina continue con su mecanismo de acci—n. Modificamos a las prote’nas Cry eliminando una regi—n en el extremo amino-terminal que se corta por contacto con el primer receptor. Encontramos que estas toxinas modificas son t—xicas tanto para los insectos normales como para los insectos resistentes. Estos datos representan una estrategia viable para control de resistencia en el campo en el futuro.
En esta platica presentare los avances recientes sobre los cambios estructurales en la toxina para poder interaccionar con los dos receptores. Nuestros resultados indican que cuando la toxina oligomeriza se presentan cambios conformacionales en regiones expuestas del dominio II y III que permiten cambiar de un receptor al otro.
TambiŽn presentare nuestros avances sobre las respuestas intracelulares que se disparan ante el efecto de las toxinas en las cŽlulas del intestino larvario. Encontramos que se la MAPK p38 participa en una respuesta de defensa y que cuando se silencia la expresi—n de esta prote’na por RNA interferente se generan larvas hipersencibles a las toxinas Cry.