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Nicotiana benthamiana ( englanti )

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Nicotiana benthamiana, colloquially known as benth or benthi, is a species of Nicotiana indigenous to Australia. It is a close relative of tobacco.[1]

A synonym for this species is Nicotiana suaveolens var. cordifolia, a description given by George Bentham in Flora Australiensis in 1868. This was transferred to Nicotiana benthamiana by Karel Domin in Bibliotheca Botanica (1929), honoring the original author in the specific epithet.[2]

History

The plant was used by people of Australia as a stimulant, containing nicotine and other alkaloids, before the introduction of commercial tobacco (N. tabacum and N. rustica). Indigenous names for it include tjuntiwari and muntju. It was first collected on the north coast of Australia by Benjamin Bynoe on a voyage of HMS Beagle in 1837.[3]

Description

Nicotiana benthamiana, leaf

The herbaceous plant is found amongst rocks on hills and cliffs throughout the northern regions of Australia. Variable in height and habit, the species may be erect and up to 1.5 metres (59.1 in) or sprawling out no taller than 200 millimetres (7.9 in). The flowers are white.[4]

Research uses

N. benthamiana has been used as a model organism in plant research. For example, the leaves are rather frail and can be injured in experiments to study ethylene synthesis. Ethylene is a plant hormone which is secreted, among other situations, after injuries. Using gas chromatography, the quantity of ethylene emitted can be measured. Due to the large number of plant pathogens able to infect it, N. benthamiana is widely used in the field of plant virology. It is also an excellent target plant for agroinfiltration.[5]

N. benthamiana has a number of wild strains across Australia, and the laboratory strain is an extremophile originating from a population that has retained a loss-of-function mutation in Rdr1 (RNA-dependent RNA polymerase 1), rendering it hypersusceptible to viruses.[6]

Biotechnology

N. benthamiana is also a common plant used for "pharming" of monoclonal antibodies and other recombinant proteins; for example, the drug ZMapp was produced using these plants.[3]

GMO

Cocaine

In 2022, a genetically engineered N. benthamiana was developed that was able to produce 25% of the amount of cocaine found in a coca plant.[7]

COVID-19 vaccine development

The Quebec City-based biotechnology company, Medicago Inc., uses N. benthamiana as a "factory" to produce virus-like particles over short incubation periods (days) and in high volume, enabling rapid manufacturing capability for a potential COVID-19 vaccine.[8][9]

In February 2022, Health Canada authorized use of the COVID-19 vaccine called CoVLP (brand name Covifenz) developed from N. benthamiana for preventing infection in adults 18 to 64 years old.[10]

References

  1. ^ Derevnina, Lida; Kamoun, Sophien; Wu, Chih‐hang (20 December 2018). "Dude, where is my mutant? Nicotiana benthamiana meets forward genetics". New Phytologist. 221 (2): 607–610. doi:10.1111/nph.15521. PMID 30569612.
  2. ^ "Nicotiana benthamiana". Australian Plant Name Index (APNI), IBIS database. Centre for Plant Biodiversity Research, Australian Government.
  3. ^ a b Patton J (9 August 2014). "How Owensboro tobacco grew a possible miracle drug to treat Ebola". Lexington Herald-Leader.
  4. ^ "Nicotiana benthamiana". FloraBase. Western Australian Government Department of Biodiversity, Conservation and Attractions.
  5. ^ Van der Hoorn, Renier A. L.; Laurent, Franck; Roth, Ronelle; De Wit, Pierre J. G. M. (April 2000). "Agroinfiltration Is a Versatile Tool That Facilitates Comparative Analyses of Avr9/Cf-9-Induced and Avr4/Cf-4-Induced Necrosis". Molecular Plant-Microbe Interactions. 13 (4): 439–446. doi:10.1094/MPMI.2000.13.4.439. PMID 10755307.
  6. ^ Bally, Julia; Nakasugi, Kenlee; Jia, Fangzhi; Jung, Hyungtaek; Ho, Simon Y.W.; Wong, Mei; Paul, Chloe M.; Naim, Fatima; Wood, Craig C.; Crowhurst, Ross N.; Hellens, Roger P.; Dale, James L.; Waterhouse, Peter M. (2 November 2015). "The extremophile Nicotiana benthamiana has traded viral defence for early vigour". Nature Plants. 1 (11): 15165. doi:10.1038/nplants.2015.165. PMID 27251536.
  7. ^ "Genetically modified tobacco plant produces cocaine in its leaves". New Scientist.
  8. ^ "Technologies: Production platform". Medicago Inc. 2020. Retrieved 14 July 2020.
  9. ^ Vishwadha Chander (14 July 2020). "Canada's Medicago begins human trials of plant-based COVID-19 vaccine". National Post. Reuters. Retrieved 14 July 2020.
  10. ^ "Health Canada authorizes Medicago COVID-19 vaccine for adults 18 to 64 years of age". Health Canada, Government of Canada. 24 February 2022. Retrieved 24 February 2022.
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Nicotiana benthamiana: Brief Summary ( englanti )

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Nicotiana benthamiana, colloquially known as benth or benthi, is a species of Nicotiana indigenous to Australia. It is a close relative of tobacco.

A synonym for this species is Nicotiana suaveolens var. cordifolia, a description given by George Bentham in Flora Australiensis in 1868. This was transferred to Nicotiana benthamiana by Karel Domin in Bibliotheca Botanica (1929), honoring the original author in the specific epithet.

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Nicotiana benthamiana ( kastilia )

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Nicotiana benthamiana es una especie de planta perteneciente a la familia de las solanáceas. Es una especie nativa de Australia.[1]​ Tiene la capacidad de poder ser infectada por una gran variedad de patógenos —como virus, bacterias y hongos— por lo que se ha venido empleando como modelo en investigaciones sobre las relaciones planta-patógeno.[2]​ Es una planta utilizada en el sector farmacéutico para la elaboración de biofármacos a partir de la agricultura molecular.[3]

Descripción y hábitat

Es una hierba erguida, viscosa y aromática, de corta duración anual o perenne, con una altura de 0,2 a 1,5 m de altura. Las flores son blancas y aparecen de mayo a septiembre. Crece en suelos pobres, en colinas rocosas, acantilados y afloramientos rocosos.[4]

Taxonomía

Nicotiana benthamiana fue descrita y publicada como tal por primera vez por el botánico checo Karel Domin en Bibliotheca Botanica 89: 591 en 1929.[5]​ La especie pertenece a la sección Suaveolentes del género Nicotiana.[6]

Benjamin Bynoe recolectó muestras de la especie en 1837 en la costa noroeste de Australia, en ese entonces Nueva Holanda, en una expedición del HMS Beagle.[7]​ Los especímenes fueron donados al Herbarium Hookerianum de William Hooker en Inglaterra y luego transferidos al Real jardín botánico de Kew luego de 1865, año en que falleció Hooker. Ahí, el botánico inglés George Bentham describió a la especie bajo el nombre N. suaveolens var. cordifolia en la publicación Flora Australiensis de 1868.[8]​ Años después, en 1929, Domin la eleva al rango de especie otorgándole el epíteto benthamiana en honor a Bentham.[5]

Basiónimo
  • N. suaveolens var. cordifolia Benth., 1868

Importancia económica y cultural

Los grupos étnicos aborígenes australianos identifican a la planta bajo los nombres de tjuntiwari, tangungnu y muntju.[9]​ Los pueblos pintupi y alyawarre la utilizan como estimulante masticándola junto a Duboisia hopwoodii y cenizas en una mezcla que llaman pituri.[10][11]​ Junto a Nicotiana excelsior es una de las dos especies preferidas para la preparación de pituri.[12]​ Contiene nicotina, nornicotina, anatabina y anabasina.[13]​ El principal alcaloide es la nicotina aunque el proceso de curado de las hojas de la planta aumenta la proporción de nornicotina, convirtiéndose en el alcaloide más abundante.[11]

La especie es utilizada para la producción de tres anticuerpos monoclonales (13C6, el 13F6 y el 6D8) a través de la ingeniería génetica que constituyen los compuestos principales del suero ZMapp usado contra el virus del ébola.[14]

N. benthamiana es una planta de interés científico y farmacéutico en la elaboración de anticuerpos, vacunas y medicamentos contra el virus Sars-Cov2 que causa el COVID-19.[15][16][17]​ La empresa canadiense Medicago, asociada al laboratorio inglés GlaxoSmithKline (GSK), se encuentra actualmente en ensayos clínicos de fase III de la candidata a vacuna contra la COVID-19, denominada CoVLP, desarrollada en esta planta.[18][19][20]

Referencias

  1. Bally et al. (2018): 406.
  2. Verdú Navarro (2020): 2.
  3. «El genoma de la planta Nicotiana benthamiana puede ayudar a combatir el Covid-19». Revista Pharma Market. Consultado el 18 de agosto de 2021.
  4. Western Australian Herbarium, Biodiversity and Conservation Science. «Florabase—the Western Australian Flora». florabase.dpaw.wa.gov.au (en inglés). Consultado el 18 de agosto de 2021.
  5. a b «Tropicos | Name - Nicotiana benthamiana Domin». legacy.tropicos.org. Consultado el 18 de agosto de 2021.
  6. Moghbel (2016): 29.
  7. Goodin et al. (2008): 1015.
  8. Goodin et al. (2008): 1016.
  9. Gately, Iain (2007). Tobacco : a cultural history of how an exotic plant seduced civilization (First Grove Press pbk. edition edición). p. 130. ISBN 978-0-8021-9848-8. OCLC 881688072. Consultado el 18 de agosto de 2021.
  10. Moghbel (2016): 30.
  11. a b Moghbel, Nahid; Ryu, BoMi; Ratsch, Angela; Steadman, Kathryn J. (1 de diciembre de 2017). «Nicotine alkaloid levels, and nicotine to nornicotine conversion, in Australian Nicotiana species used as chewing tobacco». Heliyon 3 (11). ISSN 2405-8440. PMC 5727613. PMID 29264422. doi:10.1016/j.heliyon.2017.e00469. Consultado el 18 de agosto de 2021.
  12. Moghbel (2016): 71.
  13. Moghbel (2016): 72.
  14. «Así es la posible cura para el ébola». abc. 7 de agosto de 2014. Consultado el 18 de agosto de 2021.
  15. «Native Australian Plant Paves Way for Vaccine Development Against COVID-19». Crop Biotech Update (en inglés). Consultado el 18 de agosto de 2021.
  16. Ruiz, Alfonso Simón (12 de diciembre de 2020). «La tabaquera que está detrás de una vacuna del Covid-19». Cinco Días. Consultado el 18 de agosto de 2021.
  17. «Tobacco Plants Contribute Key Ingredient For COVID-19 Vaccine». NPR.org (en inglés). Consultado el 18 de agosto de 2021.
  18. «Your next vaccine could be grown in a tobacco plant». Science (en inglés). 7 de julio de 2021. Consultado el 18 de agosto de 2021.
  19. Tercera, Qué Pasa de La (28 de mayo de 2021). «“Chile debería estar mirando esta vacuna”: La inyección contra el Covid-19 producida con plantas que se está probando en Argentina». La Tercera. Consultado el 18 de agosto de 2021.
  20. Ward, Brian J.; Gobeil, Philipe; Séguin, Annie; Atkins, Judith; Boulay, Iohann; Charbonneau, Pierre-Yves; Couture, Manon; D’Aoust, Marc-André et al. (6 de noviembre de 2020). «Phase 1 trial of a Candidate Recombinant Virus-Like Particle Vaccine for Covid-19 Disease Produced in Plants». medRxiv (en inglés): 2020.11.04.20226282. doi:10.1101/2020.11.04.20226282. Consultado el 18 de agosto de 2021. Se sugiere usar |número-autores= (ayuda)

Bibliografía

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Nicotiana benthamiana: Brief Summary ( kastilia )

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Nicotiana benthamiana es una especie de planta perteneciente a la familia de las solanáceas. Es una especie nativa de Australia.​ Tiene la capacidad de poder ser infectada por una gran variedad de patógenos —como virus, bacterias y hongos— por lo que se ha venido empleando como modelo en investigaciones sobre las relaciones planta-patógeno.​ Es una planta utilizada en el sector farmacéutico para la elaboración de biofármacos a partir de la agricultura molecular.​

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Nicotiana benthamiana ( ranska )

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Nicotiana benthamiana est une espèce de tabac indigène d'Australie. Utilisée avant l'introduction des espèces commerciales Nicotiana tabacum et Nicotiana rustica, cette espèce est connue sous les noms indigènes Tjuntiwari et Muntju[réf. souhaitée].

Nicotiana benthamiana est une espèce modèle en biologie végétale, en particulier dans le domaine des interactions hôte-pathogène. Elle est aussi une espèce privilégiée pour l'étude de l'expression transitoire par agroinfiltration ainsi qu'une plateforme pour la production industrielle de protéines recombinantes, y compris les efforts de l'entreprise canado-japonaise Medicago pour produire des particules pseudo-virales pour fabriquer des vaccins[2].

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Notes et références

Voir aussi

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Nicotiana benthamiana: Brief Summary ( ranska )

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Nicotiana benthamiana est une espèce de tabac indigène d'Australie. Utilisée avant l'introduction des espèces commerciales Nicotiana tabacum et Nicotiana rustica, cette espèce est connue sous les noms indigènes Tjuntiwari et Muntju[réf. souhaitée].

Nicotiana benthamiana est une espèce modèle en biologie végétale, en particulier dans le domaine des interactions hôte-pathogène. Elle est aussi une espèce privilégiée pour l'étude de l'expression transitoire par agroinfiltration ainsi qu'une plateforme pour la production industrielle de protéines recombinantes, y compris les efforts de l'entreprise canado-japonaise Medicago pour produire des particules pseudo-virales pour fabriquer des vaccins.

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