El descubrimiento de hormonas vegetales ofrece un rendimiento de cultivo potencialmente mayor

Enero 27, 2005

El descubrimiento de hormonas vegetales ofrece un rendimiento de cultivo potencialmente mayor

Enero 27, 2005

La Jolla, CA – Los científicos del Instituto Salk de Estudios Biológicos han llenado dos vacíos significativos en la ruta molecular que permite que las hormonas esteroides de las plantas estimulen las plantas para que sean más grandes y fructíferas. Los hallazgos pueden abrir la perspectiva de vegetales más grandes o un mayor rendimiento de semillas y podrían tener un efecto estimulante en la investigación agrícola.

Un equipo liderado por joanne chory, profesor del Laboratorio de Biología Molecular y Celular de Plantas del Instituto Salk e investigador del Instituto Médico Howard Hughes, ha demostrado que una proteína que sobresale de la superficie de la membrana de una célula vegetal es el receptor que reconoce una hormona esteroide esencial para el crecimiento y desarrollo de las células vegetales. Una vez que el receptor de la proteína, que fue previamente clonado por el laboratorio de Chory y denominado BRI1 ('bry-one'), reconoce la hormona, se produce una serie de actividades bioquímicas dentro de la célula. En el otro extremo de esta vía química, el equipo del Instituto Salk también descubrió los factores de transcripción que activan genes clave que controlan el crecimiento de las células vegetales. Los dos estudios fueron publicados en Nature el 13 de enero de 2005 y Cell el 28 de enero de 2005.

Tanto en animales como en plantas, las hormonas esteroides controlan el crecimiento y el desarrollo, pero a través de mecanismos muy diferentes. Las hormonas esteroides animales como la testosterona y el estrógeno activan las células al unirse a los receptores dentro de la célula.

Por el contrario, las hormonas esteroides vegetales, llamadas brasinoesteroides, activan el crecimiento y la diferenciación de las células vegetales al unirse a proteínas que se proyectan hacia el exterior de la célula vegetal, como la llave de encendido de un automóvil. Hasta la publicación de la investigación de Chory, se desconocía la naturaleza del 'ojo de la cerradura' y tampoco estaba claro cómo funcionaba la 'bujía', es decir, cómo la señal resultante activaba los genes clave que controlan el crecimiento y la maduración sexual.

Mediante una combinación de técnicas genéticas y bioquímicas, Chory y sus colegas determinaron que el "ojo de la cerradura" es BRII, una proteína que sobresale de la membrana celular de la planta.

“Fue satisfactorio después de todos estos años que BRI1 resultó ser lo que pensábamos que era: el receptor del esteroide”, dijo Chory. "La genética originalmente nos llevó al gen correcto, y los estudios bioquímicos de seguimiento nos permitieron demostrar que la proteína producida por este gen en realidad se unía al esteroide".

En el otro extremo de la vía de señalización, el equipo reveló que una de las "bujías" que enciende el motor genético es una proteína llamada BES1, miembro de una familia completamente nueva de factores de transcripción específicos de plantas.

“Finalmente estamos en posición de mostrar al menos uno de los mecanismos por los cuales las plantas regulan el crecimiento”, dijo Chory. "Ahora tenemos las herramientas para determinar la secuencia molecular completa de cómo los esteroides regulan la expresión génica en las plantas".

Esta investigación puede abrir nuevas vías para la creación de plantas como la lechuga que crecen más o, en el caso del arroz, tienen un rendimiento mucho mayor.

“Fabricar esteroides sintéticamente es realmente costoso, pero manipular las vías biosintéticas y de respuesta de los brasinoesteroides en las plantas podría tener un impacto significativo en el rendimiento de los cultivos”, dijo Chory.

El Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California, es una organización independiente sin fines de lucro dedicada a los descubrimientos fundamentales en las ciencias de la vida, la mejora de la salud humana y la capacitación de futuras generaciones de investigadores. Jonas Salk, MD, cuya vacuna contra la poliomielitis, que demostró ser segura y eficaz en 1955, casi erradicó la enfermedad incapacitante de la poliomielitis, inauguró el Instituto en 1965 con una donación de terreno de la Ciudad de San Diego y el apoyo financiero de March of Dimes .