En su búsqueda del origen de la hormona auxina universal en las plantas, los bioquímicos y bioinformáticos con sede en Wageningen tomaron el manto de los arqueólogos. En lo profundo de la historia evolutiva de la vida vegetal en la tierra, hace unos mil millones de años, se encontraron confragmentos de proteínas que ya estaban relacionados con la hormona vegetal en ese momento. El viaje de descubrimiento revela información que brinda a los científicos de la vida una visión de la evolución y que crea oportunidades para los obtentores y las perspectivas para los productores. El equipo de investigación publicó sus hallazgos en la revista en línea líder eLife el 27 de marzo
Una planta crece más rápido en la parte superior, produce brotes laterales y raíces, hojas que se vuelven hacia la luz, flores y frutos en todas sus formas. Estos desarrollos son activados por la hormona vegetal auxina. La auxina está presente en concentraciones variables encélulas y tejidos. Eso lo convierte en uno de los sistemas bioquímicos más complejos que determinan el crecimiento de una planta. "Es sorprendente cómo un sistema tan complejo ha desarrollado tantos procesos, como los que vemos en las plantas de flores", dice el líder de investigación, el profesor Dolf Weijers,profesor de bioquímica en la Universidad e Investigación de Wageningen. "Esto incluye la división celular, el crecimiento celular y la diferenciación en varios tipos de células, como brotes, hojas o frutos. El gran misterio es cómo todas estas reacciones son posibles gracias a esta antigüedadmolécula, y cómo surgió un sistema tan complejo.
mil especies de plantas
El candidato a doctorado Sumanth Mutte, miembro del equipo de Dolf Weijers, estudió el genoma de más de mil especies de plantas. Seleccionó especies que todavía están vivas, pero que tienen una historia de vida evolutiva diferente. Esto incluye la floración 'moderna'plantas que se separaron hace 320 millones de años y que ahora tienen un sistema de auxina altamente complejo: tipos de plantas de semillas más antiguas, como las coníferas, y plantas de esporas como los helechos y los musgos anteriores, que tienen más de medio billón de años.la vida estudiada para la auxina eran algas verdes unicelulares, que se remontan al pasado profundo de hace mil millones de años.
Tres primeras familias de proteínas
"Mucho ha tenido lugar en las células vegetales en ese período de tiempo increíblemente largo", explica el profesor Weijers. "Muchos genomas se han duplicado o cuadruplicado, por ejemplo." Esto ha dado como resultado que se haya dado un gran número de proteínas diferentes apapel que desempeñar en la planta. El sistema de auxina, tal como lo conocemos, ya estaba completo hace medio billón de años, cuando aparecieron las primeras plantas terrestres. Para nuestra sorpresa, vimos que de las tres familias de proteínas que median las funciones de auxina, una eraya presente en las algas verdes. Excavando aún más profundo, hace mil millones de años, cuando la vida aún no había emergido del agua, nuestra búsqueda nos llevó a fragmentos de las tres familias de proteínas. Todavía los encontramos en las plantas de hoy, perose originan en algas verdes y probablemente tenían una función diferente al principio.
arqueología genómica experimental
El investigador postdoctoral Hirotaka Kato verificó posteriormente los hallazgos al realizar 'arqueología experimental del genoma' con plantas de tres eras diferentes: algas, musgos y helechos. El investigador estudió cómo estos genomas responden a la auxina, determinando la cantidad de genes que se conviertenactivada o desactivada por la hormona, por ejemplo: "Esto nos muestra cómo el sistema de auxina se ha vuelto más complejo y qué componentes pueden modificar las plantas para usar la hormona en nuevos procesos para regular su crecimiento y forma", explica el profesor Weijers.
Más conocimiento de la función básica de la auxina es en sí mismo importante para las ciencias de la vida: cómo funcionan las plantas en varios niveles, desde las células hasta los órganos y en su conjunto. Ese conocimiento puede traducirse en programas de mejoramiento para el desarrollo de nuevas variedades decultivos alimentarios: "Obtener una comprensión más clara de cómo la planta controla su propio crecimiento y desarrollo hace posible que el obtentor y, más tarde, el productor suministren un cultivo mejor y más saludable".
El estudio se realizó bajo una subvención Vici de NWO, un esquema nacional de financiación individual.
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Materiales proporcionado por Universidad de Wageningen e Investigación . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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