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Resumen

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En todo el mundo, la apicultura forma parte importante de la agricultura, ya sea como actividad principal o complementaria. Además, las abejas tienen una función preponderante en el equilibrio de los ecosistemas puesto que son las principales polinizadoras de las plantas. Su creciente tasa de desaparición, debido a factores biológicos y ambientales ha preocupado a diversos investigadores. Este problema se ha estudiado a fondo a fin de evitar una disminución desmedida y que podría ocasionar una condición irreversible del medio ambiente. En biotecnología, su potencial no se ignorado, se evidencian varias investigaciones que involucran a la genómica, la proteómica y la ingeniería genética. El estudio de la biología de las abejas a nivel genético y molecular tiene un papel fundamental para esta área, ya que permitió para hacer más resistentes a las abejas con técnicas de ingeniería genética, mejorar su microbiota para combatir plagas y enfermedades o su propio ambiente con la detoxificación de su entorno. Este artículo menciona las distintas aplicaciones que en los últimos años han ido apareciendo con el objetivo de salvar abejas.

Palabras clave: Proteómica, Genómica, Ingeniería Genética.

Abstract

In all the world, beekeeping is an important part of agriculture, either as a main or complementary activity. In addition, bees have a major role in the balance of ecosystems since they are the main pollinators of plants. Their increasing rate of disappearance, due to biological and environmental factors, has worried several researchers. This problem has been studied in order to avoid an excessive decrease that could cause an irreversible condition of the environment. In biotechnology, its potential has not been ignored, several investigations involving genomics, proteomics and genetic engineering are evident. The study of bee biology at the genetic and molecular level plays a fundamental role in this area, because it served to make bees more resistant with genetic engineering techniques, improve their microbiota to combat pests and diseases or their own environment with the detoxification of their environment. This article mentions the different applications that have been appearing in recent years with the aim of saving bees.

Keywords: Proteomics, Genomics, Genetic Engineering.

Artículo

En las últimas décadas ha aumentado la preocupación por la difícil situación de las abejas. Dada su importancia para la producción de alimentos, muchos han expresado alarmas sobre si se ha producido una "crisis de polinizadores". Aunque las pérdidas de colonias de abejas no son extrañas ya que existe la percepción de que la salud de las abejas ha disminuido más rápidamente que en años anteriores a nivel mundial [1].

Los científicos han descubierto que las abejas están muriendo por una variedad de factores como: pesticidas, sequía, destrucción del hábitat, déficit nutricional, contaminación del aire y cambio climático. Aunque muchas de estas causas están interrelacionadas, la conclusión es que los seres humanos son en gran parte responsables [2].

Existen soluciones para salvar a las abejas que engloban al mejoramiento de las prácticas en la apicultura, así como las regulaciones y control de pesticidas. También tenemos al perfeccionamiento de los procedimientos de polinización para combatir la desnutrición en abejas y/o gestiones para frenar la pérdida de hábitats.  Recientemente se ha ido demostrado que la biotecnología también podría tomar un papel clave en la realización de este objetivo. Dichas investigaciones giran en torno al estudio de las abejas y sus interacciones con otros organismos y medio ambiente.

En primer lugar, en genómica, el uso de marcadores en el genoma de la abeja permite a los biólogos entender la diversidad genética para una mejor comprensión de estos insectos a fin de mejorar la salud de las abejas de manera más eficiente. También se utiliza para identificar, caracterizar los parásitos y patógenos de las abejas [3 y 4]. En segundo lugar, tenemos a la proteómica, que puede proporcionar información de la biología de las abejas con el estudio de las proteínas con técnicas como Western blot, inmunolocalización y purificación por inmunoafinidad las cuales utilizan mecanismos de adhesión e interacción de proteínas para su funcionamiento [5]. Por último, en la ingeniería genética tenemos métodos como el CRISPR-Cas para influir en genes específicos de la abeja para la regulación y activación de genes, con el fin de por ejemplo hacerlas resistentes a toxinas ambientales [6].

Asimismo, tenemos al manejo del microbiota, microorganismos presentes en el tracto gastrointestinal de un organismo [7]. En donde se investigan vacunas comestibles y bacterias modificadas genéticamente que tienen los microbios en los intestinos de la abeja [8]. En este último, la bacteria puede producir moléculas que interfieren con la regulación génica en las abejas y permite matar parásitos o la rápida degradación de los pesticidas [9].

En Latinoamérica, se acrecienta la importancia biotecnológica de las abejas en la agricultura. En Colombia, se realizan estudios de polinización en cultivos de café, el uso de los compuestos que constituyen la miel para distintas aplicaciones o el estudio de la genética de su comportamiento [10, 11 y 12]. En Argentina, se lleva a cabo el entrenamiento de abejas que realizan polinización y mejoramiento de cultivos argentinos y estadonunidenses, desde una empresa del sector privado [13].

En Chile, se aplican técnicas de biotecnología para la sanidad y producción de abejas en apoyo directo a los apicultores de la región de Atacama. Igualmente, se investigan formas de prevenir y curar las enfermedades de estos insectos para evitar su desaparición [14 y 15]. En Guatemala, se investiga la selección de abejas para su mejoramiento genético mediante el cruce de especies africanas e italianas, para incrementar su resistencia al estrés por cambios bruscos en el ambiente [16].

La comunidad apícola tiene una sólida historia de investigación translacional para aplicar los últimos hallazgos de investigación en el campo. En consecuencia, se puede promover el uso de herramientas y técnicas desarrolladas por la biotecnología moderna para mejorar la producción apícola. Así como el genoma humano permite comprender la biología humana con el fin de desarrollar terapias y soluciones para condiciones no deseadas, numerosos estudios muetran que estamos entrando en una etapa similar respecto a nuestro conocimiento sobre las abejas [17].

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Referencias

[1] Johnson, Lynn Corn; Bee Health: The Role of Pesticides; Congressional Research Service; CRS Report; 2015.

[2] Save The Bees, [En línea]. Disponible en: https://mossy.earth/rewilding-knowledge/save-the-bees. [Accedido: Abril 10, 2021].

[3] Jadhav, Chaitali, Khaire, Pravin; Use of Biotechnology in Apiculture, 02; 38-40; 2021.

[4] Grozinger, C. M., Robinson, G. E; The power and promise of applying genomics to honey bee health; Current opinion in insect science, 10, 124–132; 2015.

[5] Chan, Q., & Foster, L.; Apis mellifera Proteomics: Where Will the Future Bee? Current Proteomics; 2009.

[6] Honey Bees and genetic engineering, [En línea]. Disponible en https://www.testbiotech.org/sites/default/themes/testbiotech_theme/files_tbt/Testbiotech_factsheet_bees.pdf [Accedido: Abril 10, 2021].

[7] ‘Indirect’ genetic engineering of honey bees, [En línea]. Disponible en https://www.testbiotech.org/en/news/indirect-genetic-engineering-honey-bees [Accedido: Abril 10, 2021].

[8] Chen, J., Webb, J., Shariati, K., Guo, S., Montclare, J.-K., McArt, S., Ma, M; Pollen-inspired enzymatic microparticles to reduce organophosphate toxicity in managed pollinators; Nature Food, 2(5), 339–347; 2021.

[9] La primera vacuna del mundo para la abeja de la miel busca salvar a los polinizadores moribundos, [En línea]. Disponible en: https://agroavances.com/noticias-detalle.php?idNot=1773 [Accedido: Abril 10, 2021].

[10] Camilo José González Martínez; Uso y aprovechamiento de la biodiversidad para mejoramiento de cultivos: la polinización con abejas Apis Mellifera en café como biotecnología; Perspectivas y desafíos para la competitividad: Una mirada global desde los territorios; 2019.

[11] Santacruz, E. I., Martínez Benavidez, J., & Jurado Gámez, H; Identificación de flora y analisis nutricional de miel de abeja para la producción apícola; Biotecnología En El Sector Agropecuario Y Agroindustrial, 14(1), 37-44; 2016.

[12] Nates-Parra, G.; Behavioral Genetics: Bees as model; Acta biol. Colomb., Vol. 16 n.º 3, 2011.

[13] Revolución biotech: la increíble historia de la startup argentina que entrena abejas para mejorar cultivos en el país y EEUU, Infobae, [En línea]. Disponible en https://udesa.edu.ar/medios/revolucion-biotech-la-increible-historia-de-la-startup-argentina-que-entrena-abejas-par [Accedido: Abril 10, 2021].

[14] Reyes Caamaño, Y.; Desarrollo de Biotecnología de Sanitización y Producción de Abejas, Innovación para el Mejoramiento de Procesos Asociados a la Apicultura; Base Nacional de Proyectos; 2019.

[15] Martínez, J.; Comprometidos con la recuperación de las abejas de Chile y el mundo; Investigación de alto impacto; Facultuda de Medicina Clínica Alemana. 

[16] Espinoza, J; Selección para el mejoramiento Genético de las abejas Apis melífera; Revista Ciencia Multidisciplinaria CUNORI, 1(1), 83–84; 2017.

[17] Genetically-Modified Honey Bees: A Key Technology for Honey Bee Research; [En línea]. Disponible en https://entomologytoday.org/2014/06/11/genetically-modified-honey-bees-a-key-technology-for-honey-bee-research/ [Accedido: Abril 10, 2021].