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Investigadores del CBM descubren una proteína que ayuda a las plantas a defenderse de la sequía o la salinidad del suelo | |||
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Este estudio, liderado por Crisanto Gutiérrez y Bénédicte Desvoyes, del CBM, ha revelado un mecanismo, guiado por un tipo de proteína denominada histona, que detiene el crecimiento y activa genes de respuesta al estrés en poco tiempo. El organismo señala que este descubrimiento, publicado en la revista 'Developmental Cell', aporta nuevas pistas sobre cómo las plantas reprograman la activación de sus genes frente a desafíos ambientales a través de "mecanismos epigenéticos", que se ponen "en marcha en tiempo real", sin necesidad de modificaciones en el ADN. En este caso, las modificaciones epigenéticas se llevan a cabo a través de unas proteínas, las histonas, que facilitan el empaquetamiento del ADN en el núcleo celular y participan en la regulación de la expresión de los genes. Este trabajo revela el papel clave de una variante de esas histonas, la H3.14, que se activa rápidamente y de forma transitoria en células concretas de la raíz de la planta Arabidopsis thaliana durante las primeras horas de exposición al estrés. Arabidopsis thaliana es un modelo clásico de laboratorio en la investigación de plantas debido a su pequeño genoma y a su corto ciclo de vida. Pertenece a la familia de la coliflor y la mostaza, pero está considerada una mala hierba. Sin embargo, es muy útil en el laboratorio y es una de las plantas más estudiadas desde el punto de vista genético y fisiológico. Se puede considerar el equivalente a la mosca de la fruta o a los roedores en la investigación de plantas. Los investigadores del estudio afirman que "H3.14 funciona como un interruptor molecular que reorganiza la expresión del genoma en un momento crítico". Por un lado, apuntan que "detiene el crecimiento, y por otro, pone en marcha los genes de respuesta al estrés". La activación de esta proteína ocurre solo durante las primeras horas de la detección del efecto adverso, y exclusivamente en ciertas células de una zona concreta de la raíz, la zona de transición, por donde la planta percibe los cambios en el entorno. Los investigadores observaron, a través de una combinación de análisis genéticos, técnicas de imagen avanzada, genómica y estudios de expresión génica, que las plantas que no producen la H3.14 mantienen el crecimiento incluso bajo condiciones de estrés, lo que impide activar adecuadamente su respuesta a condiciones adversas. En cambio, el exceso de esta proteína produce un bloqueo permanente del crecimiento, incluso sin estrés. A nivel molecular, se revela que la incorporación de la histona H3.14 ocurre en regiones concretas del genoma, los promotores y en zonas finales de los genes, que indican dónde comenzar y dónde terminar de "leer" un gen. Según el estudio, la H3.14 actúa siguiendo tres patrones: uno asociado a la activación de genes de respuesta al estrés, otro relacionado con la represión de genes que promueven el crecimiento, y un tercero implicado en el mantenimiento de funciones básicas de la planta. Esta versatilidad permite a esta histona ejercer una regulación sobre la expresión de los genes, ajustando con precisión la respuesta de la planta a las condiciones cambiantes del entorno. Rocío Núñez Vázquez, una de las responsables del trabajo, afirma que "H3.14 parece actuar como un marcador que reorganiza el "paisaje epigenético" del genoma de forma muy localizada y transitoria, algo fundamental para adaptarse a condiciones cambiantes sin comprometer el desarrollo de la planta". IMPLICACIÓN EN LA MEJORA DE CULTIVOS Así, concluyen que esta investigación refuerza además la idea de que la zona de transición de la raíz es un centro de control clave para la percepción del estrés ambiental. En esta zona se concentra la expresión de la H3.14, y es donde la planta frena el crecimiento para priorizar su supervivencia. Los investigadores añaden que "comprender estos mecanismos epigenéticos es esencial para el diseño de estrategias agrícolas más sostenibles, y podría tener implicaciones en la mejora de cultivos para hacerlos más resistentes a factores estresantes como la sequía o salinidad en un contexto de cambio climático". Finalmente, aseguran que el estudio también abre nuevas vías de investigación sobre el papel de otras variantes de histonas en la regulación de la expresión génica en plantas y su potencial aplicación biotecnológica y sugiere que en otras especies de plantas o de animales, incluidos los humanos, existan variantes de histonas con funciones parecidas a la H3.14, cuya función es aún no se conoce. |
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