Impacto de los MicroArns en la regulación epigenética del estrés abiótico en plantas cultivadas una revisión critica y perspectivas biotecnológicas.
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| Title: | Impacto de los MicroArns en la regulación epigenética del estrés abiótico en plantas cultivadas una revisión critica y perspectivas biotecnológicas. |
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| Alternate Title: | Impact of microRNAs on the epigenetic regulation of abiotic stress in crop plants: a critical review and biotechnological perspectives. Impacto dos MicroArns na regulação epigenética do stress abiótico em plantas cultivadas: uma revisão crítica e perspetivas biotecnológicas. |
| Authors: | Pesantez Lozano, William Armando1 william.pesantez@educacion.gob.ec, Hidalgo Almeida, Lucia Elena1 luciaelenahidalgo@gmail.com, Andrade Molina, Jimmy Adalberto1 adalberto.andrade@educacion.gob.ec, Zambrano Reyes, Carmen Monserrate1 carmen.zambranor@educacion.gob.ec, Moya López, Ismael Augusto1 ismael.moya@educacion.gob.ec |
| Source: | Revista Iberoamericana de la Educación. Jul-Sep2025, Vol. 9 Issue 3, p68-94. 27p. |
| Subject Terms: | *Biotechnology, MicroRNA, Epigenetics, Gene silencing, Crops, Abiotic stress, Climate change, Agricultural research |
| Abstract (English): | This paper offers a comprehensive analysis of the function of microRNAs (miRNAs) in the epigenetic modulation of abiotic stress responses in cultivated plants, emphasizing their potential as biotechnological instruments in addressing climate change. An integrative systematic review methodology was utilized, sourcing peer-reviewed scientific literature published in the past five years and indexed in prominent databases such as Scopus, Web of Science, and PubMed. The selection emphasized experimental research on model crops and agriculturally pertinent species. The results indicate that miRNAs serve as crucial regulatory elements within epigenetic networks, actively influencing DNA methylation, histone modifications, and gene silencing to facilitate adaptive responses to unfavorable environments such as drought, salinity, and harsh temperatures. The article emphasizes the necessity of implementing the paradigm of complex problem-solving and systemic transformation in biotechnology education. This transdisciplinary method has demonstrated efficacy in amalgamating molecular, agricultural, and pedagogical knowledge to cultivate researchers equipped to tackle agronomic difficulties from a systems-oriented viewpoint. Favorable results in the enhancement of scientific capabilities have been noted through the application of active approaches, including project-based learning and the integration of emerging technology. Moreover, numerous intriguing applications exist within the domain. For instance, medicines based on miR and siR could provide distinct benefits in the formulation of anti-infective and anticancer pharmaceuticals. The primary goals in these domains encompass the systematic creation of miR clusters aimed at coinfecting pathogens and the precise silencing of oncogenes via targeted delivery methods. Improving mRNA-blocking techniques by augmenting efficacy, reducing off-target effects, and enhancing the bioavailability of carrier biomaterials may be crucial. Future studies should investigate the regulatory or synergistic relationships between miRNA and siRNA populations within cells. As global agricultural goals evolve and new technologies arise, this sector will persist in encountering both unprecedented difficulties and opportunities. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Abstract (Spanish): | Este artículo presenta una revisión crítica del papel de los microARN (miARN) en la regulación epigenética de las respuestas al estrés abiótico en plantas cultivadas, centrándose en el potencial de estos miARN como herramientas biotecnológicas frente al cambio climático. Se utilizó la metodología de revisión sistemática integrativa simultánea y, en este caso, se seleccionó literatura científica indexada en los últimos 5 años en bases de datos como Scopus, Web of Science y PubMed, enfocándose en la investigación experimental sobre cultivos modelo y especies de interés agrícola. Los hallazgos enfatizan que los miARN funcionan como nodos regulatorios clave dentro de redes epigenéticas que están involucradas activamente en la modulación de la metilación del ADN, modificaciones de histonas y silenciamiento génico para permitir respuestas adaptativas a condiciones adversas como la sequía, la salinidad o temperaturas extremas. Al mismo tiempo, el artículo analiza la relevancia de utilizar el paradigma de solución de problemas complejos y la transformación sistémica de la educación en biotecnología. Este enfoque transdisciplinario ha demostrado integrar de manera efectiva el conocimiento molecular, agrícola y pedagógico con el propósito de formar investigadores que puedan abordar problemas agronómicos con un enfoque sistémico. Los resultados positivos en la mejora de las competencias científicas son evidentes con el uso de metodologías activas como el aprendizaje basado en proyectos y la incorporación de tecnologías emergentes. Hay varias aplicaciones que traerían avances importantes a este campo. En el caso de mis terapias miR y siR, probablemente puedan ofrecer ventajas únicas en el desarrollo de fármacos anti-infecciosos y oncológicos. Los objetivos primarios en estos campos estarían en la línea de la construcción racional de conjuntos de miR específicos para enfermedades en el caso de innumerables patógenos coinfectados, o la destrucción dirigida de oncogenes cancerosos y la entrega selectiva de múltiples oncogenes. En estos enfoques terapéuticos de bloqueo de ARNm, la potencia única, la reducción de la off-targeting y la capacidad de aumentar la biodisponibilidad de los biomateriales dirigidos parecen ser integrales. Los complejos terapéuticos en estos dominios también deberían ser investigados respecto a posibles interacciones regulatorias o estimuladoras de las poblaciones de miR y siR en las células, así como su cooperatividad. Los rápidos cambios en las prioridades agrícolas globales y los posibles avances en tecnologías relevantes seguirán ofreciendo nuevos desafíos. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Abstract (Portuguese): | Este artigo apresenta uma revisão crítica do papel dos microRNAs (miRNAs) na regulação epigenética das respostas ao stress abiótico em plantas cultivadas, com foco no potencial desses miRNAs como ferramentas biotecnológicas contra as alterações climáticas. Foi utilizada a metodologia de revisão sistemática integrativa simultânea e, neste caso, foi selecionada literatura científica indexada nos últimos 5 anos em bases de dados como Scopus, Web of Science e PubMed, com foco na investigação experimental sobre culturas modelo e espécies de interesse agrícola. As descobertas enfatizam que os miRNAs funcionam como nós reguladores-chave dentro de redes epigenéticas que estão ativamente envolvidas na modulação da metilação do ADN, modificações de histonas e silenciamento gênico para permitir respostas adaptativas a condições adversas como seca, salinidade ou temperaturas extremas. Ao mesmo tempo, o artigo analisa a relevância de utilizar o paradigma da resolução de problemas complexos e a transformação sistémica da educação em biotecnologia. Esta abordagem transdisciplinar demonstrou integrar eficazmente o conhecimento molecular, agrícola e pedagógico com o objetivo de formar investigadores capazes de abordar problemas agronómicos com uma abordagem sistémica. Os resultados positivos na melhoria das competências científicas são evidentes com o uso de metodologias ativas, como a aprendizagem baseada em projetos e a incorporação de tecnologias emergentes. Existem várias aplicações que trariam avanços importantes para este campo. No caso das minhas terapias miR e siR, elas provavelmente podem oferecer vantagens únicas no desenvolvimento de medicamentos antiinfecciosos e oncológicos. Os objetivos principais nesses campos estariam alinhados com a construção racional de conjuntos de miR específicos para doenças no caso de inúmeros patógenos coinfectados, ou a destruição direcionada de oncogenes cancerígenos e a entrega seletiva de múltiplos oncogenes. Nestas abordagens terapêuticas de bloqueio de ARNm, o poder único, a redução do offtargeting e a capacidade de aumentar a biodisponibilidade dos biomateriais direcionados parecem ser essenciais. Os complexos terapêuticos nestes domínios também devem ser investigados em relação a possíveis interações regulatórias ou estimuladoras das populações de miR e siR nas células, bem como a sua cooperatividade. As rápidas mudanças nas prioridades agrícolas globais e os possíveis avanços em tecnologias relevantes continuarão a oferecer novos desafios. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
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Favorable results in the enhancement of scientific capabilities have been noted through the application of active approaches, including project-based learning and the integration of emerging technology. Moreover, numerous intriguing applications exist within the domain. For instance, medicines based on miR and siR could provide distinct benefits in the formulation of anti-infective and anticancer pharmaceuticals. The primary goals in these domains encompass the systematic creation of miR clusters aimed at coinfecting pathogens and the precise silencing of oncogenes via targeted delivery methods. Improving mRNA-blocking techniques by augmenting efficacy, reducing off-target effects, and enhancing the bioavailability of carrier biomaterials may be crucial. Future studies should investigate the regulatory or synergistic relationships between miRNA and siRNA populations within cells. 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Los hallazgos enfatizan que los miARN funcionan como nodos regulatorios clave dentro de redes epigenéticas que están involucradas activamente en la modulación de la metilación del ADN, modificaciones de histonas y silenciamiento génico para permitir respuestas adaptativas a condiciones adversas como la sequía, la salinidad o temperaturas extremas. Al mismo tiempo, el artículo analiza la relevancia de utilizar el paradigma de solución de problemas complejos y la transformación sistémica de la educación en biotecnología. Este enfoque transdisciplinario ha demostrado integrar de manera efectiva el conocimiento molecular, agrícola y pedagógico con el propósito de formar investigadores que puedan abordar problemas agronómicos con un enfoque sistémico. Los resultados positivos en la mejora de las competencias científicas son evidentes con el uso de metodologías activas como el aprendizaje basado en proyectos y la incorporación de tecnologías emergentes. Hay varias aplicaciones que traerían avances importantes a este campo. En el caso de mis terapias miR y siR, probablemente puedan ofrecer ventajas únicas en el desarrollo de fármacos anti-infecciosos y oncológicos. Los objetivos primarios en estos campos estarían en la línea de la construcción racional de conjuntos de miR específicos para enfermedades en el caso de innumerables patógenos coinfectados, o la destrucción dirigida de oncogenes cancerosos y la entrega selectiva de múltiples oncogenes. En estos enfoques terapéuticos de bloqueo de ARNm, la potencia única, la reducción de la off-targeting y la capacidad de aumentar la biodisponibilidad de los biomateriales dirigidos parecen ser integrales. Los complejos terapéuticos en estos dominios también deberían ser investigados respecto a posibles interacciones regulatorias o estimuladoras de las poblaciones de miR y siR en las células, así como su cooperatividad. 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As descobertas enfatizam que os miRNAs funcionam como nós reguladores-chave dentro de redes epigenéticas que estão ativamente envolvidas na modulação da metilação do ADN, modificações de histonas e silenciamento gênico para permitir respostas adaptativas a condições adversas como seca, salinidade ou temperaturas extremas. Ao mesmo tempo, o artigo analisa a relevância de utilizar o paradigma da resolução de problemas complexos e a transformação sistémica da educação em biotecnologia. Esta abordagem transdisciplinar demonstrou integrar eficazmente o conhecimento molecular, agrícola e pedagógico com o objetivo de formar investigadores capazes de abordar problemas agronómicos com uma abordagem sistémica. Os resultados positivos na melhoria das competências científicas são evidentes com o uso de metodologias ativas, como a aprendizagem baseada em projetos e a incorporação de tecnologias emergentes. Existem várias aplicações que trariam avanços importantes para este campo. No caso das minhas terapias miR e siR, elas provavelmente podem oferecer vantagens únicas no desenvolvimento de medicamentos antiinfecciosos e oncológicos. Os objetivos principais nesses campos estariam alinhados com a construção racional de conjuntos de miR específicos para doenças no caso de inúmeros patógenos coinfectados, ou a destruição direcionada de oncogenes cancerígenos e a entrega seletiva de múltiplos oncogenes. Nestas abordagens terapêuticas de bloqueio de ARNm, o poder único, a redução do offtargeting e a capacidade de aumentar a biodisponibilidade dos biomateriais direcionados parecem ser essenciais. Os complexos terapêuticos nestes domínios também devem ser investigados em relação a possíveis interações regulatórias ou estimuladoras das populações de miR e siR nas células, bem como a sua cooperatividade. As rápidas mudanças nas prioridades agrícolas globais e os possíveis avanços em tecnologias relevantes continuarão a oferecer novos desafios. 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