H2020 VIROPLANT Proiektua: VIROME NGS LANDARE BABESKO IZURRIEN ETA PATOGENOEN AZTERKETA
- Mota Proiektua
- Egoera Bete
- Exekuzioa 2018 -2021
- Esleitutako Aurrekontua 3.331.580,00 €
- Eremua Europeo
- Finantza-iturri nagusia H2020
- Proiektuaren webgunea Proyecto VIROPLANT
Hurrengo belaunaldiko sekuentziazio (NGS) teknologiak funtsezkoa izan da landareekin eta animaliekin lotutako mikrobiomaren konplexutasuna eta eginkizuna argitzeko. Viromak mikrobiomaren azpiosagai gisa duen papera argitzen hasi dira datuak aztertzeko modu berriei esker eta sistema biologikoak moldatzeko duen garrantzia aitortzeari esker. VIROPLANTen helburua NGS teknologia eta esperimentu biologiko enpirikoak aplikatzea da, ingurumena errespetatzen duten birusetan oinarritutako kontrol-estrategia berriak garatzeko, bakterioek, onddoek eta intsektu bektoreek (fitoplasmak eta birusak), baita intsektu-izurriteek transmititzen dituzten gaixotasunak kudeatzeko.
Orain arte, birusak erabiliz landareen babesa eredu-sistema mugatu eta eraginkorretan oinarritu da, hala nola, lepidopteroentzako bakulobirusak eta gaztainondoa kontrolatzeko mikobirus bat; Horrez gain, bakterioak (fagoak) infektatzen dituzten birusak ere punta-puntako tresnak dira, giza eta albaitaritzako medikuntzan antibiotikoekiko erresistenteak diren bakterio-tentsioei aurre egiteko ahalmena dutenak. VIROPLANTek birus berrien (eta horietatik eratorritako produktu bioteknologikoen) datu-base bat sortuko du, estres biotiko handiek eragindako landare-gaixotasunak kontrolatzeko agenteen armategia zabaltzeko. NGS eta bioinformatika ikuspegi desberdinak aplikatuko dira viromaren aniztasuna aztertzeko, biokontrol estrategia berrietarako aprobetxatu daitezkeen infekzio ezkutuak barne.
Viroma ereduetan oinarritutako kontrol-estrategien arriskuak ebaluatzeko protokoloak ezarriko dira. VIROPLANTek pestizida tradizionalen alternatiba gisa virometan oinarritutako tekniken erabilerari buruzko gizarte- eta genero-pertzepzioak jorratuko ditu. Negozio-plan bat sartuko da virometan oinarritutako kontrol-estrategien kategoria adierazgarrietarako. Enpresa txiki eta ertainek eta interesdunek etorkizun handiko produktuen komertzializazioan parte hartuko dute. Europa osoko sistema agroekologiko ezberdinetako intsektu-viroman, fago-terapian eta mikobirusetan adituek osatuko dute partzuergoa.
VIROPLANTek 33 bakteriofago berritzaile isolatu eta ezaugarritu ditu, fagoen biokontrolerako planteamendurako hautagai onak bakterio landare-gaixotasun garrantzitsu batzuetarako, hala nola, arrosaren zimeldura bakterioa, gereziondoaren eta kiwi-mahatsondoaren bakterio-kankroa eta kukurbitoen sustrai zoroen gaixotasunak. Horietako batzuen kasuan, hala nola kiwiaren kankro bakterianoa, in vivo aplikazio zehatz baterako itzulpena zehaztu gabe dago, entrega metodo zuzena definitzeko erronkak direla eta. Hala ere, gerezi patogenoetarako eta arrosaren sistemarako, fago koktelak prest daude interesa duten enpresek harremanetan jartzeko komertzializatzeko. VIROPLANT-en probatutako fago-terapiarako ingurumen-arriskuen ebaluaziorako metodologia estandarizatua gehiago aprobetxatu dezakete araudian parte hartzen duten eragileek (adibidez, EFSA). Onddoen/oomizetoen gaixotasun biotrofikoak mugatzeko mikobirusak erabiltzeari dagokionez, VIROPLANTen lortutako emaitza ustiagarri nagusiak hauek dira:
- Viromen deskribapena zientzialariek erabil dezakete eboluzio birikoaren teoria berriak garatzeko. Gutxi gorabehera 600 mikobirus espezie berriri dagozkion 1.000 segmentu biral berri baino gehiago karakterizatu ditugu. Haien sekuentziak gordailu publikoetan (GenBank) gordailatzen dira eta parekideek ebaluatutako argitalpenetan deskribatzen dira, eta biokontroleko aplikazio zehatzetarako ustiatu daitezke. Biokontrol ahalmena duten B. cinerea-ren hainbat andui hipobirulente identifikatu ziren, eta hipobirulentzia eragiten duten mikobiral hautagai batzuk ere ezaugarritu ziren. Arrakastaz garatu zen Botrytis F birusaren klon infekzioso bat, zeina espresio birikoaren bektore eta VIGS eraikitzeko ustiatuko dena. dsRNA ekoizteko ahalmena zuen VIGS bektore bat garatu zen onddoen aurkako RNAi estrategietan erabiltzeko. Bektoreak, CHV1 klon infekziosoan oinarrituta, isiltze endogenoan duen eraginkortasuna frogatu zuen eta beste zientzialari batzuek ustiatu dezakete alderantzizko genetikarako estrategietarako. Izurriteen eta intsektuen bektoreen kontrolerako birus berrien bilaketari dagokionez, VIROPLANTen emaitza ustiagarriak hauek dira: Agrosistemetako birusak identifikatu eta aztertzeko ikuspegi integrala. Bi VIGS intsektuen birus bektore berri.
- Tospobirusen transmisioa (sinergia edo antagonismoa) oztopatu dezaketen birus iraunkor espezifikoak dituzten thrips populazioen garapena eta ugalketa.
- Landare mitobirusen kasuan, birusek estres abiotikoarekiko erresilientzia landareen errendimendua hobetzeko estrategia bihur daiteke, hau da, birus mitokondrialekiko erresistentzia ugaltzea. VIROPLANTek birusetan oinarritutako landare-babeserako produktuak (PPP) merkaturatzeko paisaia ekonomiko eta arautzaileari buruzko ikerketak ere egin zituen.
Azterketa honen emaitza baliagarriak izan daitezke: Sistema teknoekonomikoaren analisiaren emaitzek birusetan oinarritutako PPPetan inbertitzeko asmoa duten enpresak gidatu ditzakete eta finantzaketa-agentziak alor honetako ikerkuntzari laguntzeko premia eta premia sustatzeko. Erregulazio eta ikerketaren hutsuneak identifikatu dira fagoetan oinarritutako PPPak EBko merkatuan sartzeko, eta horiei erregulazio agentziek zuzendu beharko lituzkete. Fagoetan oinarritutako PPPen ingurumen-inpaktuari buruzko hiru mailatako aldez aurreko protokolo bat proposatzen da. VIROPLANTek birusetan oinarritutako PPPen onarpen soziala kontrolatzeko eta, agian, hobetzeko moduak ere aztertu zituen. Emaitzek berebiziko garrantzia dute politika arduradunentzat eta bioteknologiaren alorreko berrikuntza teknologikoan parte hartzen dutenentzat. Onargarritasun "prozesua" hobetzeko baldintzetarako bideratu da.
Proiektuan inplementatutako zabalkunde-jarduerak hauek dira: parekideen arteko sarbide irekiko 24 argitalpen zientifiko (guztira 246 aipamen lortu dituzte), baserritarrentzat tokiko aldizkarietan argitaratutako 4 artikulu, 25 parte-hartze nazio eta nazioarteko biltzar zientifikoetan (9 poster eta 16 ahozko aurkezpen), 13 mintegi akademikoentzako eta 16 bilera interesdunekin.
VIROPLANTen helburu orokorra birusetan oinarritutako biokontrol estrategia integratuak aztertzea eta proposatzea da. Nekazarien eta publiko orokorraren arteko gatazkak gero eta handiagoak dira mahats- eta fruta-laborantzara dedikatzen diren eremu urbanizatuetan pestiziden erabileraren inguruan. Alternatiba seguruagoak aurkitu behar dira. VIROPLANT-ek helburu zehatz hauek ditu:
- Kobrea ordezkatzen duten landare-gaixotasun bakterioetarako biokontrol-tresnak aurkitzea, Europan bakterioen aurka ohikoa den eta baimentzen den metodo kimiko bakarra.
- Bilatu fungizida kimikoak erabiltzeko alternatibak onddoek eragindako landareen gaixotasunak kontrolatzeko.
- Intsektiziden erabilera murriztea landareei zuzeneko eta zeharkako kalteak eragiten dituzten izurriteei aurre egiteko.
- Aztertu azken teknologiak (RNA interferentzia = RNAi) fungiziden eta pestiziden erabilera mugatzeko nekazaritzan.
- Ereduzko laboreetan (tomatea) eta sistema esperimental zehatz batean birus ezkutu/kriptikoen presentziak eragindako estres biotikoarekiko erresilientzia potentziala ebaluatzea.
- Fago-terapiaren ingurumen-arriskua ebaluatzea landare-patogeno bakterioen aurka.
- Belaunaldien eta generoaren araberako faktoreen identifikazioa eta neurketa virometan oinarritutako tresna naturalen eta bioteknologikoki landutako tresna sozialen onarpenerako.
- Birusetan oinarritutako kontrol biologikoko agenteen (VCA) negozio- eta merkatu-aukera berriak identifikatzea eskualde eta Europa mailan.
Laburbilduz, VIROPLANTek bakterioak, onddoak eta intsektuak infektatzen dituzten birus berri ugari identifikatu eta molekularki karakterizatu ahal izan zituen. Horietako batzuk ere biologikoki karakterizatu ziren, eta biokontrolerako duten ahalmena ebaluatu zen. Emaitza pozgarri batzuk lortu dira bereziki landareen gaixotasun bakterioen kontrolerako erabiliko diren bakteriofagoentzat. Birusak eragindako gene isilarazteko (VIGS) planteamenduek ez zuten biokontrol tresna bideragarririk lortu, arrazoi teknikoengatik zein arauzkoengatik.
Merkatu eta komunikazio estrategia potentzial bat identifikatu ziren birusetan oinarritutako biokontroleko agenteak hartzeko errezeloa gainditzeko. Arau-zamak, onargarritasun sozial baxuarekin batera, oztopo handia izaten jarraitzen du urrats gehiago garatzeko.
Hurrengo belaunaldiko sekuentziazio (NGS) teknologiak baliogarria izan du landareekin eta animaliekin lotutako mikrobiomaren konplexutasuna eta eginkizuna argitzeko. viromak mikrobiomaren azpiosagai gisa duen papera agerian uzten hasi da datuak aztertzeko modu berriei esker eta sistema biologikoak moldatzeko duen garrantzia aitortzeari esker.
VIROPLANTen helburua NGS teknologia eta esperimentu biologiko enpirikoak aplikatzea da, ingurumena errespetatzen duten birusetan oinarritutako kontrol-estrategia berriak garatzeko, bakterio, onddo eta intsektu bektoreek (fitoplasmak eta birusak) eta intsektu-izurriteek transmititzen dituzten gaixotasunak kudeatzeko. Orain arte, birusak erabiliz landareen babesa eredu arrakastatsuen sistema mugatuetan oinarritzen da, hala nola, lepidopteroentzako bakulobirusa eta gaztainondoa kontrolatzeko mikobirusa.
Horrez gain, bakterioak (fagoak) infektatzen dituzten birusak ere punta-puntako tresnak dira, giza eta albaitaritzako medikuntzan antibiotikoekiko erresistenteak diren bakterio-tentsioei aurre egiteko ahalmena dutenak. VIROPLANTek birus berrien (eta birusetatik eratorritako produktu bioteknologikoen) datu-base bat sortuko du, estres biotiko garrantzitsuenek eragindako landareen gaixotasunak kontrolatzeko armategia zabaltzeko. NGS eta bioinformatika ikuspegi desberdinak aplikatuko dira viromaren aniztasuna aztertzeko, biokontrol estrategia berrietarako balia daitezkeen infekzio ezkutuak barne. Arriskuak ebaluatzeko protokoloak ezarriko dira virometan oinarritutako ereduak kontrolatzeko estrategietarako.
VIROPLANTek pestizida tradizionalen alternatiba gisa virometan oinarritutako tekniken erabilerari buruzko pertzepzio sozial eta genero espezifikoak jorratuko ditu. Negozio-plan bat sartuko da virometan oinarritutako kontrol-estrategien kategoria adierazgarrietarako. Enpresa txiki eta ertainek eta interes-taldeek etorkizun handiko produktuen komertzializazioan parte hartuko dute. Partzuergoan Europako sistema agroekologiko ezberdinetako intsektuen virometan, fago terapian eta mikobirusetan adituak izango dira.
Laboreei erasotzen dieten bakterio, onddo eta intsektuei aurre egiteko birusak biokontrol-agente bihurtzeak produktu kimikoekiko menpekotasuna murriztu eta hurrengo belaunaldiko pestiziden bidea ireki dezake. Birusak erabateko arrisku eta mehatxu gisa ikusten ditu gehienek. Azken finean, gaixotasunak eragiten dituzte eta, COVID-19arekin ikusi dugun bezala, pandemiak. Hala ere, errealitatea da espezie birikoen gehiengo zabala guztiz kaltegabea dela; Izan ere, batzuk onuragarriak izan daitezke eta ezinbesteko zeregina izan dezakete ekosistema askotan. Birus batek, adibidez, gaztainondoen kankroaren aurka jokatzen du, gaztainondoei erasotzen dien onddoen gaixotasuna.
Zuhaitzarentzat kaltegabea den birus honek biokontrol natural moduko bat bezala jokatzen du, onddoak gaixotasunak sortzeko gai ez duelako. "Landare birologoa naiz prestakuntzaz, eta nekazaritzan birusak erabiltzeko aukerarik ba ote zegoen ikustea interesatzen zitzaidan", azaldu du Italiako Ikerketa Kontseilu Nazionaleko VIROPLANT proiektuko koordinatzaileak Massimo Turina. "Nekazaritzan produktu kimikoak erabiltzea jasanezina da, batez ere eremu urbanizatuagoetan, eta bakterioen aurkako antibiotikoak ezin dira erabili mikrobioen aurkako erresistentzia dela eta. EBk ere kobrearen erabilera pixkanaka baztertu nahi du. Horregatik, garrantzitsua da laboreak babesteko ikuspegi berriak aurkitzea". Nitxo ekologikoen analisia VIROPLANT proiektuaren helburua, beraz, birusetan oinarritutako biokontrol-agente berriek bakterio, onddo eta intsektu-izurriteei zuzendutako potentziala aztertzea izan da. Turinak adierazi du gaur egun birusetan oinarritutako bost biokontrol produktu baino ez daudela EBko merkatuan intsektuak kontrolatzeko. "Dagoeneko lan asko egin da birusek itsas ingurunean duten eginkizun ekologikoari buruz, errendimendu handiko sekuentziazio teknika berriek lagunduta", dio Turinak. «Ikuspegi hori beste nitxo ekologiko batzuetara zabaldu nahi izan dugu».
Horretarako, Turinak eta bere taldeak landareak erasotzen ari ziren hostoetan lesioak identifikatu zituzten. Kiwiak, babarrunak, tomateak eta pepinoak erasotzen dituzten bakterio-gaixotasunak izan ziren proiektuaren kasu praktikoetako batzuk. Mahats, piperra eta tipula bezalako labore garrantzitsuetara birusak eta fitoplasmak ere transmititzen dituzten intsektu-izurriak ere sartu ziren. Taldeak lihoa eta hautsak ere bildu zituen. Lagin horiek laborategira eraman eta sekuentziazio genetikoko teknologia erabiliz aztertu zituzten. Horri esker, taldeari nitxo ekologiko zehatz baten osaera genetikoa ezaugarritu eta biokontroleko agente gisa erabil daitezkeen birusak bilatu ahal izan dira. Hautagaiak itxaropentsuak erabili ziren gero probetan. Biokontrolean aro berria "Bateriak, onddoak eta intsektuak aztertuz milaka birus berriren genomak xehetasunez deskribatu ahal izan ditugu", gaineratu du Turinak. "Gaixotasun espezifikoen aurka erabil litezkeen eta egunen batean produktu bihur daitezkeen hautagai ugari aurkitu ditugu". Aurkikuntzak giza medikuntzan ere eragina izan dezakete. Gero eta interes handiagoa dago bakteriofago hauek (bakterioak erasotzen dituzten birusak) antibiotikoen alternatiba bideragarri gisa. "Aurrera begira, ezinbestekoa izango da birusetan oinarritutako biokontroleko agenteen onarpen sozialari aurre egitea", adierazi du.
Haien merkataritza-potentziala ere aztertu behar dugu eta arau-esparru errazagoa lortzeko lan egin behar dugu». Turina-k adierazi du pestizida kimikoen karga erregulatzaile berberak dituela. Ikerketa gehiago eginda, honek zientzialariei birusen jatorria eta bilakaera hobeto ulertzen lagun diezaieke».
VIROPLANTek lehen urratsak eman zituen laborantza gaixotasun baten lehen koktel fago bat Europako merkatura eramateko; ssDNA mikobirus zirkularrak Botrytis cinerea-ren aurkako fungizida gisa zuzenean erabiltzeko aukera aztertu zuen; mikobirusetan oinarritutako lehen bektorea garatu zuen onddoetan VIGS arrakastatsuetarako; intsektuen izurriteen biokontrolerako eskuragarri dauden birusetan oinarritutako tresnen armategia zabaldu zuen bakulobirusen ostalari sorta mugatutik haratago; genero/belaunaldi-alborapenaren onarpenaren atzean dauden alderdi zehatzak aztertu ditu eta komunikazio-estrategia zehatzak eman ditu birusetan oinarritutako produktuak hartzeko errezeloa gainditzeko. ERAGINAK: VIROPLANTek eragin handia izan zuen mikobirusen historia ebolutiboa birmoldatzerakoan; VIROPLANTek intsektuen birusetan oinarritutako estrategia berri bat identifikatu zuen tospobirusen transmisioa oztopatzeko; potentzialki murrizten da landare-babeserako produktu kimikoekiko menpekotasuna; produktu berriak sartu zituen espezifikotasun handiagoarekin eta ingurumen-errendimendu hobearekin.
GIZARTEAN ERAGINAK: kontzientzia soziala hobetu, hau da, birusetan oinarritutako terapia genikoaren onarpen orokorra hobetu. - birusen eta birusetan oinarritutako produktuen pertzepzioa hobetzea eskola-programetan ikaskuntza-prozesuan.
- CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE (CNR)
Lotutako proiektuak
