Martes, 10 de noviembre de 2009
Aumentan la resistencia a la sequía de las plantas
"Es como una mano que recoge una pelota"
Es la metáfora que plantea El Páis de España:
De forma parecida a la adrenalina en los humanos, el acido abscísico (ABA) es la hormona del estrés en las plantas, la que circula por ellas y dicta la respuesta a situaciones como la sequía. Esto se sabía, pero no cómo funciona. La clave ha resultado estar en la estructura de una proteína llamada PYR1 y cómo interactúa con la hormona. Es como una mano que recoge una pelota, han hallado científicos del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) en Grenoble, Francia, y del Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (CSIC) en Valencia. El estudio, que se publica en la revista Nature, indica nuevos caminos para aumentar la resistencia de las plantas a la falta de agua.En condiciones normales, unas proteínas llamadas PP2C cierran la ruta de ABA, pero cuando una planta está sometida a la sequía, aumenta la concentración de esta hormona del estrés en sus células y el bloqueo desaparece, lo que permite que la planta responda a la sequía. La respuesta consiste en activar y desactivar determinados genes, de forma que se disparan mecanismos para absorber y almacenar una mayor cantidad de agua, y disminuir la pérdida de agua. Estudios recientes habían señalado a una familia de 14 proteínas como posibles intermediarios entre ABA y PP2C, pero el mecanismo seguía siendo un misterio.
Al estudiar la estructura en tres dimensiones de PYR1, una de estas proteínas, con cristalografía de rayos X, los científicos, encabezados por José Antonio Márquez, de EMBL, y Pedro Luis Rodríguez, del CSIC, encontraron que la proteína tiene forma de mano. Cuando no está presente ABA, la mano está abierta, pero cuando si está, ABA se sitúa en el hueco de la mano, que se cierra como si cogiera una pelota. Esto permite que la otra molécula, PP2C, pueda situarse encima de los dedos cerrados.
De esta forma se confirma que esta familia de proteínas constituye los receptores más importantes de ABA y se muestra cómo empieza el proceso de respuesta al estrés. Al acoplarse a PYR1, ABA le hace secuestrar moléculas de PP2C, que así no están disponibles para bloquear la respuesta al estrés.
Tras 15 días sin agua, una planta de A. thaliana está seca (izquierda), pero las tratadas genéticamente para responder mejor a la hormona ABA (el resto) son más resistentes.
"Si las plantas se tratan con ABA antes de se produzca la sequía, están más preparadas y tienen más posibilidades de sobrevivir a la falta de agua", explica Rodríguez. "Hasta ahora el problema era que ABA es muy difícil y muy cara de producir", añade Márquez. "Gracias a lo que hemos descubierto a través de la biología estructural, sabemos con qué interactúa ABA y cómo lo hace, y esto puede ayudar a encontrar otras moléculas con el mismo efecto pero que puedan ser producidas y aplicadas más fácilmente". El estudio se ha hecho en la planta modelo Arabidopsis thaliana.
Así informó El Mundo (España):
Uno de los investigadores, junto a las plantas.|CSIC
- Los investigadores han descifrado la estructura de un receptor hormonal
- El trabajo permitirá desarrollar fertilizantes más eficaces
Un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas han descifrado la estructura del receptor de una hormona que puede aumentar la resistencia de los cultivos de plantas a las situaciones de sequía.
Así lo ha anunciado el investigador del CSIC, Pedro Rodríguez Egea, quien ha indicado que "el hallazgo permitirá desarrollar productos fitosanitarios más eficaces con moléculas sintéticas que mimeticen el efecto de la hormona ácido abscísico (ABA)".
Los investigadores han conseguido elucidar la estructura tridimensional (a nivel atómico) de uno de los receptores, denominado PYR1, de la ABA.
Esta hormona es clave para que las plantas afronten las situaciones de sequía, y los investigadores han conseguido describir cómo el receptor PYR1 interactúa con la fitohormona para desencadenar la respuesta de la planta al estrés hídrico.
El resultado, que aparece publicado en la versión on line de la revista'Nature', favorecerá el desarrollo de moléculas sintéticas que mimeticen el efecto del ABA, superando las limitaciones del uso de esta fitohormona en agricultura, dado que es sensible a la luz y su síntesis química resulta cara.
Con este trabajo se sientan las bases para identificar estas moléculas en el campo de la resistencia a la sequía.
Como ha explicado Pedro Rodríguez Egea, que ha participado en el estudio, "estos resultados permitirán en un futuro plantear abordajes fitosanitarios, mediante el diseño de moléculas sintéticas que activen el receptor para que la planta responda al estrés hídrico y puedan ser aplicadas mediante pulverización ante situaciones de sequía".
En estudios anteriores, el grupo liderado por el investigador del CSIC había participado en el descubrimiento de los receptores de la fitohormona ABA (14 miembros de una familia génica).
En esta investigación se ha trabajado con uno de los miembros de la familia, el receptor PYR1, del que se ha conseguido resolver su estructura atómica.
"Ello nos permite conocer las coordenadas atómicas del 'bolsillo' donde encaja la hormona. Con esta información estamos actualmente buscando moléculas sintéticas que encajen en esas coordenadas o espacio atómico (solamente aquellas que encajen activarán el receptor y desencadenarán la respuesta hormonal), ha indicado el investigador.
"Potencialmente, ha precisado, algunas de esas moléculas pueden ser agonistas sintéticos que activen la ruta de señalización de la hormona, para que la planta consiga resistir la sequía".
La investigación se ha desarrollado por el grupo de trabajo del CSIC dirigido por Pedro Rodríguez en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (CSIC-UPV) y por un equipo de investigadores liderado por José Antonio Márquez, en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL), con sede en Grenoble.
Fuentes:
Mercado
El País