Los investigadores en Japón han examinado las plántulas de pepino germinadas bajo las condiciones de gravedad muy débil o microgravedad de la Estación Espacial Internacional.
Las plantas son expertos en supervivencia y pueden controlar la dirección de sus raíces para maximizar el uso de los recursos que las rodean. Utilizando células especializadas, pueden detectar la gravedad y redistribuir hormonas, llamadas auxinas, para estimular el crecimiento y permitir que las características vitales de la plantaSin embargo, un gran enigma es cómo se produce este proceso de transporte a nivel celular. Para obtener más información, los investigadores en Japón examinaron las plántulas de pepino germinadas bajo las muy débiles condiciones de gravedad o microgravedad de la Estación Espacial Internacional.
Los pepinos fueron elegidos para el estudio ya que, al igual que otras plántulas "cucurbitáceas" como melones, calabazas y calabazas, presentan protuberancias especializadas, o clavijas, cuya formación está regulada por la gravedad. Estas clavijas se forman durante la etapa temprana de crecimiento de la planta.para ayudar a las plántulas a salir de su capa dura de semillas y anclar la planta en desarrollo en el suelo mientras se forman sus raíces.
Cuando las semillas se colocan antes de la germinación, i en posición vertical con sus raíces embrionarias apuntando hacia abajo o ii sometidas a condiciones de microgravedad, se desarrolla una clavija a cada lado, explica Hideyuki Takahashi, miembro del Laboratorio de Biología Espacial y de Adaptación enEscuela de Graduados de Ciencias de la Vida de la Universidad de Tohoku.Pero cuando se colocan horizontalmente en el suelo, la formación de clavijas en el lado superior se suprime en respuesta a la gravedad.
En esta última ronda de trabajo, informada en la revista Nature Microgravity y utilizando muestras cultivadas a bordo de la Estación Espacial Internacional, Takahashi y su equipo destacan la valiosa contribución de la proteína CsPIN1 sensible a la gravedad a este proceso. El papel de la proteínapara facilitar el transporte de las hormonas de crecimiento se había sugerido por primera vez en experimentos previos realizados en la Tierra.
Para obtener más información, los investigadores cargaron semillas de pepino en botes especialmente diseñados, que fueron enviados a la estación espacial. Aquí, la espuma plástica absorbente de agua en el contenedor fue irrigada y las plántulas ahora germinantes se cultivaron en el compartimento de microgravedadde la instalación del experimento de biología celular durante 24 horas. Luego, las plántulas de pepino se i mantuvieron en microgravedad o ii se estimularon por gravedad aplicando una fuerza centrífuga de 1 g durante otras dos horas.
Uno de los grandes desafíos que enfrenta el equipo fue encontrar un fijador adecuado para "congelar" el estado de las plántulas germinadas en la estación espacial para que las muestras puedan analizarse en detalle en la Tierra. Las regulaciones de seguridad en la estación espacial prohibieronuso de la solución de fijación estándar de etanol, cloroformo y ácido acético, pero después de muchas pruebas, los científicos desarrollaron una alternativa basada en una mezcla de ácido acético, etanol y agua destilada.
Reunidos con sus plántulas de pepino, los investigadores japoneses utilizaron una técnica de tinción para identificar los cambios en el comportamiento celular inducidos por la estimulación gravídica. Al examinar las secciones transversales de las plántulas bajo un microscopio, los científicos descubrieron que la proteína CsPIN1 destacada durante el proceso de tinción puede relocalizarse bajo la influencia de la gravedad.
Específicamente, se encontró que este cambio en la posición de la proteína ocurre en la llamada zona de transición de las plántulas de pepino, el área entre el tallo y las raíces, donde se desarrollan las clavijas. Además, parece que estoEl comportamiento estimula la formación de un canal celular capaz de transportar las hormonas de crecimiento de un lado de esta zona al otro.
"Este resultado ayuda a explicar la disminución regulada por gravedad en el nivel de auxina y, por lo tanto, la supresión de la formación de clavijas en el lado superior de las plántulas de pepino que crecen horizontalmente", agrega Takahashi.
En pocas palabras, estos hallazgos apuntan hacia el mecanismo por el cual las semillas pueden activar y desactivar el crecimiento de sus clavijas de anclaje en relación con su orientación con respecto a la gravedad. Y, como resultado, aumentan sus posibilidades de supervivencia.
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Materiales proporcionado por Universidad de Tohoku . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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