Raíces, renuevos y hojas

Raíces, renuevos y hojas

Por :Mireia Bes i García

Un equipo de biólogos de la Universidad de Riverside ha utilizado la genómica química para identificar nuevos compuestos que afectan al gravitropismo de las plantas, la habilidad que tienen de alterar su dirección de crecimiento en respuesta a la gravedad

Basado en un informe de la UC Riverside


Los investigadores examinaron una biblioteca de 10.000 pequeñas moléculas, práctica conocida como genómica química, para identificar aquellas que pudieran afectar positiva o negativamente al efecto de la gravedad en el crecimiento de las plantas. Este efecto está íntimamente relacionado con el movimiento de proteínas a través de las membranas celulares, proceso llamado tráfico endomembrana.

“Compuestos químicos bien caracterizados y sus objetivos identificados en la planta modelo Arabidopsis, pueden ser utilizados en especies no modelo para mejorar sus características agronómicas e incrementar así el valor de los cultivos”, dijo Natasha Raikhel, Catedrática de Biología Celular y líder del equipo de investigación.

El equipo publicó sus descubrimientos en Proceedings of the National Academy of Sciences Online Early Edition of March 14 ( la Edición temprana del 14 de marzo de los Actos de la Academia Nacional de Ciencias Online), en un articulo titulado “El poder de la genómica química para el estudio de la relación entre los componentes del sistema de endomembrana y la respuesta gravitrópica”. En su equipo colaboraban sus compañeros de la UCR Marci Surpin, Marcela Pierce-Rojas, Clay Carter, Glenn R. Hicks. El coautor Jacob Vasquez originariamente llegó al laboratorio de Raikhel en el 2003 proveniente del San Bernardino Valley College como participante en la National Science Foundation’s Research Experiences for Undergraduates (programa de Experiencias de Investigación para estudiantes no graduados de la Fundación Nacional de Ciencia) y permaneció allí para colaborar en la investigación mientras estudiaba en la UCR.

Las aproximaciones en genómica química que ha hecho el equipo se centran en el uso de pequeñas moléculas para modificar o interrumpir las funciones de genes o proteínas específicos. La NASA apoyó la investigación.

“Esto contrasta con la genética clásica, en que las mutaciones rompen la función del gen”, dice Raikhel. “El concepto fundamental es que las funciones de la mayoría de proteínas pueden alterarse por la unión de productos químicos, éstos pueden encontrarse examinando grandes bibliotecas de compuestos que afectan específicamente a procesos que pueden ser medidos”.

Los científicos encontraron de entrada 219 compuestos químicos que afectaban la dirección del crecimiento de las plantas debido a la gravedad. Exámenes posteriores redujeron este numero a 34 y al final quedaron sólo 4 compuestos que afectaban el gravitropismo y el movimiento de proteínas a través de las membranas de las células de la planta.

Sólo uno de estos compuestos era parecido a las auxinas, que son hormonas del crecimiento producidas por la planta e involucradas en respuestas gravitrópicas. Dos de los cuatro no actuaban a través de ninguna de las vías de las auxinas conocidas. Uno de los compuestos se parecía a la piocianina, un producto del metabolismo bacteriano que se cree que tiene como objetivo las membranas celulares de las levaduras. Con la genómica química, el equipo pudo identificar valiosas características genéticas, más allá de obtener mutaciones convencionales, que son a menudo letales cuando están presentes en genes esenciales como son los que codifican muchos componentes de la membrana celular.

Combinada con un buen mapa genético y la información disponible de la planta Arabidopsis, la genómica química se está convirtiendo en una herramienta nueva y poderosa en biología vegetal. Aunque aún no se conoce muy bien, está ayudando a los científicos a conocer mejor el transporte proteico y la señalización genética en el sistema de membrana celular de las plantas, que es esencial en el crecimiento de la planta.

Los investigadores ahora pueden utilizar los compuestos que han descubierto para identificar posibles vías y proteínas importantes en el sistema endomembrana.