Los investigadores de la Universidad Estatal de Iowa han mapeado por primera vez los diversos componentes moleculares que rigen la forma en que las plantas con estrés ambiental interrumpen sus vías de crecimiento normales al aprovechar una importante función de reciclaje de energía.
La investigación, publicada hoy en la revista académica revisada por pares Célula del desarrollo , muestra que la autofagia, un sistema mediante el cual plantas y animales reciclan energía y componentes moleculares, juega un papel clave en la desaceleración del crecimiento de las plantas en momentos de estrés.
Yanhai Yin, profesor de genética, desarrollo y biología celular y académico de la Facultad del Instituto de Ciencias de las Plantas, dijo que las plantas desaceleran su crecimiento cuando experimentan estrés como la sequía, la falta prolongada de luz solar o cualquier otra circunstancia de baja energía.Las interacciones genéticas que resultan en un crecimiento más lento han desconcertado a los científicos durante años.
Yin y sus colegas han centrado su investigación en un gen conocido como BES1, que promueve el crecimiento de las plantas en respuesta a una hormona vegetal llamada brasinoesteroide. En su último artículo, los investigadores demuestran que el estrés desencadena una serie de reacciones que permiten que la autofagiainhibir el crecimiento de las plantas.
Una de estas reacciones involucra una proteína conocida como DSK2 que actúa como un puente que une BES1 y la vía de la autofagia, dijo Trevor Nolan, estudiante de doctorado en el laboratorio de Yin y autor principal del artículo.
Diane Bassham, profesora de genética, desarrollo y biología celular y profesora de fisiología vegetal de Walter E. y Helen Parke Loomis, también contribuyó al equipo de investigación.
"Hemos estado estudiando la autofagia durante varios años como un proceso para la digestión en masa del contenido celular durante el estrés ambiental", dijo Bassham. "Este trabajo reciente muestra que también puede actuar en una vía exquisitamente selectiva para la digestión de unregulador de crecimiento único para coordinar el crecimiento con las respuestas al estrés ".
Justin Walley, profesor asistente de patología de plantas y microbiología, utilizó una técnica analítica de alta resolución llamada espectrometría de masas para monitorear la modificación de proteínas, que mostró que el objetivo de BES1 a la autofagia por DSK2 es modificado por una proteína llamada BIN2, otro jugador claveen la vía de señalización de brasinoesteroides.
"Estamos realmente entusiasmados con el descubrimiento de que BIN2 modifica DSK2, y que esta modificación es realmente responsable de controlar el equilibrio entre el crecimiento de las plantas y las respuestas al estrés de las plantas", dijo Walley.
Nolan dijo que el descubrimiento podría ayudar a los fitomejoradores a crear variedades de cultivos que puedan seguir creciendo en situaciones estresantes. Pero, dado que la autofagia desempeña un papel importante tanto en animales como en plantas, la investigación podría tener implicaciones más allá de la ciencia de las plantas.
"Comprender la ciencia básica de cómo se regulan estos procesos podría tener implicaciones no solo para las plantas sino también para la salud humana", dijo Yin.
Esta investigación fue apoyada por el ISU Plant Sciences Institute y por una subvención de los Institutos Nacionales de Salud recientemente otorgados al equipo para continuar estudiando la interacción entre las vías brasinoesteroides y la autofagia.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Iowa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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