Al igual que las naciones de todo el mundo guardan cuidadosamente sus secretos de defensa, también lo hacen las plantas.
Nueva investigación en la edición actual de Naturaleza sin embargo, ha revelado los secretos moleculares de los mecanismos de defensa de las plantas a nivel atómico. El estudio, dirigido por la Universidad Estatal de Michigan y el Instituto de Investigación Van Andel, se centra en el jasmonato de la hormona vegetal y su interacción con tres proteínas clave. Los hallazgospodría ayudar a los científicos a desarrollar cultivos de ensueño que estén mejor equipados para defenderse de las plagas, enfermedades y desafíos futuros creados por el clima fluctuante.
"Nuestro estudio se centró en tres proteínas vegetales, MYC, JAZ y MED25, que son reguladores clave de la señalización de jasmonatos", dijo Sheng Yang He, investigador de biología vegetal de la Fundación Howard Hughes-Gordon y Betty Moore, y un MSU DistinguidoProfesor en el Laboratorio de Investigación de Plantas de MSU-Departamento de Energía: "Una comprensión profunda de cómo crecen y se defienden las plantas podría conducir al diseño de una nueva generación de cultivos que tengan una mayor tolerancia a diversas tensiones y produzcan mayores rendimientos".
Jasmonate desempeña un papel crucial en la regulación de las defensas cuando las plantas sufren ataques de plagas o patógenos. Sin embargo, producir y activar el jasmonato para evitar estos ataques requiere una energía significativa y requiere que las plantas logren un delicado equilibrio entre la defensa y la conservación de la energía.La planta constantemente tiene sus defensas activadas, su crecimiento puede verse gravemente afectado.
De acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura de las Naciones Unidas, alrededor de un tercio de los alimentos se pierden o desperdician a lo largo de toda la cadena de producción. Con una población mundial creciente y las amenazas de patógenos y plagas de plantas, entender cómo se defienden las plantascontra estos ataques es más importante que nunca.
Durante la última década, los científicos han intentado desentrañar el misterio de las formas sofisticadas en que las plantas mantienen sus defensas mientras protegen su capacidad de crecimiento. Al revelar las estructuras de los complejos de señalización de jasmonatos, los investigadores ahora pueden ver cómo se gobierna esta ruta hormonal crucial, dijo Él, quien dirigió el estudio con Karsten Melcher y Eric Xu del Instituto de Investigación Van Andel.
Comprender las interacciones entre este trío de proteínas no solo tiene implicaciones para la producción mundial de cultivos, sino que también ofrece información adicional sobre otros mecanismos moleculares que desempeñan un papel en las enfermedades humanas. Este estudio muestra por primera vez cómo una proteína puede servir tanto como unrepresor y un receptor, dos funciones clave que son vitales para la expresión génica. En presencia de jasmonato, el represor JAZ se convierte en un componente del complejo receptor de jasmonato al cambiar su forma.
"Cómo la misma proteína funciona como un represor en ausencia de una hormona y un componente de un complejo receptor en presencia de hormona fue un gran misterio", dijo Xu. "Encontramos que la proteína JAZ experimenta un cambio dramático ensu forma para llevar a cabo sus dos funciones diferentes basadas en la presencia o ausencia de jasmonato ".
Responder estas preguntas básicas permite a los científicos comprender mejor los mecanismos que subyacen a las funciones biológicas más vitales, como la activación y desactivación de los genes, que son similares en plantas, animales y humanos.
"Las proteínas MYC utilizadas en la señalización de jasmonatos colaboran con grandes máquinas de proteínas de activación y represión que también se encuentran en humanos y tienen papeles importantes en enfermedades humanas, incluido el cáncer", dijo Melcher.
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Materiales proporcionado por Instituto de Investigación Van Andel . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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