Desvelan el mecanismo que permite a las células de las plantas integrar la luz y el CO2 para regular su crecimiento

MADRID, 01 (SERVIMEDIA)

Un estudio del Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Universidad de Sevilla (IBVF, CSIC-US), en colaboración con la Universidad de Stanford, muestra cómo la activación de una proteína, la TOR, permite a células fotosintéticas transmitir las señales ambientales de luz y carbono a la maquinaria que promueve el crecimiento celular.

En este estudio, cuyos resultados se publicaron en la revista 'Science Advances', se logró identificar cómo la proteína TOR regula el crecimiento celular en organismos fotosintéticos, se muestra como la dihidroxiacetona fosfato (DHAP), una molécula de carbono esencial en la asimilación del CO2 atmosférico, activa a la quinasa TOR y promueve el crecimiento.

Este hallazgo demuestra por primera vez cómo las células fotosintéticas transmiten las señales ambientales de luz y de carbono a la maquinaria que promueve el crecimiento celular.

La proteína TOR actúa como un director de orquesta, coordinando el crecimiento celular, el metabolismo y la respuesta a los nutrientes. De esta forma, esta proteína promueve el crecimiento celular mediante la activación de procesos como la síntesis de proteínas y la inhibición de procesos degradativos como la autofagia, una especie de autocanibalismo por el que las células digieren algunas de sus partes para sanearse y, a la vez, lograr energía.

Su descubrimiento en los años 90 supuso un gran avance en la comprensión de los mecanismos que regulan el crecimiento celular y su relación con el metabolismo y con enfermedades relacionadas con desordenes en el crecimiento celular, como el cáncer.

Sin embargo, hasta el momento, la información sobre la ruta de señalización TOR en organismos fotosintéticos, incluidas microalgas y plantas, es bastante limitada, a pesar del papel esencial que estos organismos desempeñan en el mantenimiento de la vida en la Tierra. El investigador primer autor del trabajo, Manuel Jesús Mallén Ponce, explicó que los análisis evolutivos de las proteínas relacionadas con TOR demostraron que su regulación puede ser "muy diferente entre organismos e, incluso, entre las distintas partes de un mismo organismo".

En este sentido, hay que tener en cuenta que los organismos fotosintéticos como las microalgas o las plantas utilizan el CO2 como fuente de carbono para todas las reacciones celulares, mientras que los organismos heterotróficos como los mamíferos deben "utilizar fuentes de carbono orgánico como los azúcares".

Además, el análisis de la proteína TOR mostró cómo su actividad aumenta durante el día y disminuye drásticamente durante la noche, siguiendo el mismo patrón que presenta la fotosíntesis en todos los organismos fotosintéticos. En este sentido, "curiosamente, los análisis metabolómicos mostraron que algunos metabolitos, incluido el DHAP, siguen el mismo patrón que la actividad de la proteína TOR, acumulándose en la célula durante el día y disminuyendo a lo largo de la noche", añadió Crespo.