En un estudio recién publicado en la revista Plant Biotechnology Journal, un equipo de investigación del Laboratorio Nacional de Brookhaven del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) identificó una proteína vegetal que desempeña un papel clave en tres procesos biológicos importantes en las plantas del álamo: la respuesta a la deficiencia de hierro, la biosíntesis de la pared celular y la síntesis de moléculas que combaten enfermedades.
Para la fotosíntesis, las plantas necesitan hierro para convertir la luz solar en energía química que impulsa su crecimiento. Con una comprensión profunda del funcionamiento de genes y proteínas vegetales como PtrbHLH011, los biólogos están trabajando para desarrollar cultivos bioenergéticos que puedan hiperacumular este mineral y prosperar incluso en tierras marginales con deficiencia de hierro.
Tradicionalmente, los investigadores han trabajado para aumentar los azúcares de la pared celular que pueden convertirse en biocombustibles. Pero en los últimos años, un componente rígido de la pared celular llamado lignina ha captado su atención porque puede utilizarse para producir bioproductos valiosos con aplicaciones industriales.
Desactivación de genes con grandes beneficios
Para comprender mejor la función de la proteína PtrbHLH011 en las plantas de álamo, los investigadores eliminaron el gen que la codifica y observaron los efectos.
Dado que algunas proteínas tienen funciones que se solapan, o varias funciones aparentemente no relacionadas, puede ser difícil desentrañar la función de una de otra. Por ello, los biólogos suelen desactivar un gen para comprender mejor la función de la proteína que codifica. En este caso, colaboradores de la Universidad de Maryland desarrollaron plantas de álamo carentes de PtrbHLH011.
Las plantas editadas produjeron simultáneamente el doble de lignina y mostraron un crecimiento mejorado por primera vez. Esto fue especialmente sorprendente, ya que estudios previos habían demostrado que el aumento del contenido de lignina —y, en consecuencia, el endurecimiento de las paredes celulares— suele desviar energía del crecimiento y limitar la producción total de biomasa.
Las plantas editadas también acumularon tres veces más hierro en sus hojas y aumentaron la producción de flavonoides, compuestos que pueden ayudar a las plantas a combatir enfermedades.
En consonancia con estas observaciones, las plantas diseñadas por biólogos de Brookhaven para sobreexpresar el gen PtrbHLH011 exhibieron características opuestas: retraso en el crecimiento, paredes celulares más débiles, mayor sensibilidad a enfermedades y hojas amarillas características del estrés nutricional.
Acceda al estudio en https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70275
Fuente: ChileBio
