Los investigadores han arrojado nueva luz sobre la evolución y función de las formas que vemos en la naturaleza, utilizando como modelo las frutas en forma de corazón del género Capsella.
El mundo natural está lleno de formas diversas, desde órganos hasta organismos completos que están preparados por la evolución para funcionar y reproducirse de manera óptima en su entorno.
Las vainas de semillas de Capsella con sus distintivos hombros en forma de corazón ofrecen una novedad anatómica y un excelente sistema de estudio para comprender la diversidad de formas.
Estudios anteriores han demostrado que la expresión de genes reguladores clave es un impulsor principal en el control de la evolución de la forma en los órganos. Este nuevo estudio llevado a cabo por investigadores del Centro John Innes agrega otro paso crítico en esta vía al revelar una modificación de la actividad de las proteínas que escrítico para la formación de la forma del órgano.
Muestran que la SUMO-proteasa HEARTBREAK HTB de Capsella rubella controla la actividad del regulador clave del desarrollo de la fruta INDEHISCENTE a través de un proceso llamado des-SUMOylation.
Solo a través de esta des-SUMOilación, un tipo de actividad de recorte molecular, se activa una vía que permite la biosíntesis de la hormona vegetal auxina, lo que a su vez facilita la expansión de las células anisotrópicas para formar la fruta Capsella en forma de corazón.
El profesor Lars Østergaard, líder del programa en el Centro John Innes y autor correspondiente del artículo, explica la importancia: "Sabemos que la diversidad de formas que observamos en la naturaleza con frecuencia es causada por cambios en la posición y el momento de los genes reguladores clave:así es como ocurre mucha variación.
"Lo que hemos encontrado es que existe este efecto postraduccional, más allá de la expresión génica. Esta modificación de la proteína está en la base de este tipo de diversidad de formas de la fruta, y explica en gran medida la diferencia, por ejemplo, entrelos frutos de Capsella y los de la planta modelo relacionada Arabidopsis. Se trata de una modificación de la actividad de la proteína en una etapa diferente a la que hemos visto antes ".
Los investigadores utilizaron el cribado genético avanzado, una técnica para estudiar una variedad de rasgos, que identificaba a un mutante con el desarrollo comprometido de la fruta en forma de corazón. Por lo tanto, el mutante se denominó angustia. Utilizaron imágenes 3D de lapso de tiempo ygenética para caracterizar el fenotipo de desamor a nivel celular y molecular.
El primer autor, el Dr. Yang Dong, agregó: "Ahora tenemos una vía completa basada en la expresión génica, la dinámica hormonal y la modificación postraduccional de proteínas con tal detalle que podemos probar hasta qué punto este tipo de vías con estos componentes se comparten mucho másen todos los reinos y no solo dentro del reino vegetal ".
Uno de los próximos pasos para los investigadores es trasladar este descubrimiento fundamental de la planta de investigación Capsella a la colza comercial relacionada con el cultivo.
La investigación responde a una pregunta clave sobre cómo aparecen estas formas.
Pero, ¿por qué la naturaleza presenta una forma tan inusual como las vainas en forma de corazón de Capsella? ¿Cuál es la función detrás de esta forma? La razón aún es discutible, explica el profesor Østergaard.
"Anteriormente pensamos que estas formas podrían ser un buen diseño funcional para la dispersión de semillas porque la forma podría permitir que el viento atrape las paredes de las vainas de semillas, pero nuestros ensayos comparándolos con Arabidopsis y colza oleaginosa no revelan ninguna gran ventaja de Capsellafruta en la dispersión de semillas. Por lo tanto, no creemos que pueda ser un factor importante.
"Es posible que actúen como paneles solares. En otras palabras, tal vez funcionen para capturar la luz solar y aumentar la capacidad fotosintética. Sabemos que la capacidad fotosintética de las paredes de las vainas de semillas puede tener un fuerte efecto en el desarrollo de las semillas dentro de la vainay por lo tanto en los rendimientos. Entonces, al comprender este mecanismo, nos da herramientas para tal vez poder manipular las paredes de las vainas de semillas en cultivos como la colza ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro John Innes . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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