Cómo protegen las plantas su material genético del calor
El aumento de las temperaturas y la mayor frecuencia de las olas de calor amenazan la fertilidad de importantes cultivos. Investigadores del Departamento de Biología de la Universidad de Hamburgo han identificado un mecanismo de protección crucial contra el estrés térmico en las células vegetales, una base prometedora para la obtención de variedades resistentes al clima. Su estudio se ha publicado en "Science Advances".
Foto: UHH/Schnittger En las células de la thale cress se forman, con el calor, los llamados gránulos de estrés, que aquí se muestran como puntos de color verde brillante. Tienen una importancia crucial para la reproducción de la planta.
Al igual que en los animales y los humanos, la reproducción sexual también desempeña un papel en muchas plantas. Éstas también producen células sexuales, los llamados gametos. El polen de las flores, por ejemplo, contiene gametos masculinos que se encuentran con gametos femeninos en el ovario durante la polinización. La formación de gametos es un asunto delicado porque la planta tiene que reducir la cantidad de material genético que contienen: a diferencia de otras células, los gametos sólo contienen un único juego de cromosomas en lugar de un juego doble. Este es el requisito previo para la formación de nuevas células con sólo dos juegos de cromosomas -y no cuatro- tras la fusión de los gametos femenino y masculino.
Un actor importante en este proceso es la proteína TAM. "A temperaturas normales, estas moléculas proteínicas están dispersas por el interior de la célula, pero en condiciones de calor forman pequeños grupos junto con otras moléculas, conocidos como gránulos de estrés. Se supone que éstos protegen a la célula del calor, pero aún no está claro cómo funciona exactamente", explica el Prof. Dr. Arp Schnittger, del Departamento de Biología de la Universidad de Hamburgo y autor principal del estudio. El estudio se ha realizado en colaboración con socios de China y Japón y es la primera publicación de la red de investigación BIKON, financiada por la ciudad de Hamburgo.
Para averiguar más sobre el papel de la proteína TAM y los gránulos de estrés, Schnittger y su equipo llevaron a cabo experimentos con una planta modelo. Los investigadores combinaron varias proteínas del berro thale (Arabidopsis thaliana) con una proteína fluorescente, de modo que estas proteínas fluorescentes pudieran observarse con microscopios especiales adecuados para estudiar tejidos.
En un segundo paso, las proteínas TAM se modificaron genéticamente. Si como resultado ya no podían entrar en los gránulos de estrés, durante la reproducción se producían células germinales defectuosas con un doble juego de cromosomas. "Este resultado demuestra que el transporte de las proteínas TAM a los gránulos de estrés es crucial para el éxito de la reproducción bajo estrés térmico", explica el profesor Schnittger.
En una segunda serie de experimentos, los investigadores pudieron identificar una región específica de la proteína TAM que es responsable de la captación en los gránulos de estrés y está ausente en otras proteínas. "Hemos descubierto así un mecanismo regulador completamente nuevo, desconocido hasta ahora, que asegura la reproducción genéticamente estable de las plantas bajo calor", subraya el Prof. Schnittger. Los fabricantes de semillas podrán utilizar este descubrimiento en el futuro para criar plantas en las que este mecanismo regulador sea particularmente fuerte.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Alemán se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
