Un nuevo estudio desentraña cómo las plantas procesan la información para sobrevivir
Investigadores del Helmholtz Zentrum München y la Universidad Ludwig-Maximilians (LMU), en Alemania, han conseguido mapear la red de señalización en las plantas y han descubierto nuevos datos sobre cómo las plantas procesan la información sobre su entorno. Esto brinda un nuevo potencial a las estrategias para proteger los cultivos y ayudarlos a prosperar en tiempos de sequías crecientes.
Las plantas deben integrar constantemente información sobre la disponibilidad de agua y nutrientes o sobre la presencia de patógenos para producir frutas y semillas para la reproducción, muy utilizadas para el consumo humano. Dada la creciente amenaza de sequías y los requisitos de protección sostenible de las plantas, es importante comprender mejor los mecanismos moleculares detrás del procesamiento de la información de las plantas.
Hasta ahora se sabía que diferentes hormonas vegetales desencadenan vías de señalización molecular que dan como resultado transiciones en el desarrollo, como la maduración de la fruta o la respuesta a la sequía. Si bien las vías de señalización están bien estudiadas, sigue siendo un enigma cómo funciona exactamente el intercambio de información entre ellas
Ahora, el grupo de investigación ha trazado la red de proteínas moleculares de las plantas probando experimentalmente más de 17 millones de pares de proteínas para detectar interacciones físicas utilizando una tubería robótica de última generación combinada con los últimos métodos bioinformáticos.
La red de más de 2.000 interacciones proteicas observadas se analizó utilizando enfoques matemáticos bioinformáticos a partir de estadísticas y teoría de gráficos para encontrar las vías de señalización y los posibles puntos de intercambio de información. De esta manera, los investigadores identificaron cientos de estos puntos que no se conocían antes.
Luego, mediante el uso de pruebas genéticas, podrían demostrar que todos los puntos de intercambio de información probados entre proteínas que se creía que funcionaban en rutas de señalización únicas, de hecho, organizan la comunicación entre diferentes rutas.
«Esta fue una de las nuevas ideas más sorprendentes de este estudio: la mayoría de las proteínas funcionan en múltiples vías de señalización. Además, en contraste con los análisis de un solo gen, nuestros resultados revelaron el alto grado en que diferentes vías están entrelazadas física y funcionalmente. Creemos que este es un principio fundamental y debemos prestarle más atención«, destaca la doctora Melina Altmann, primera autora del estudio.
Por su parte, el profesor Pascal Falter-Braun, director del Instituto de Biología de Red y profesor de LMU agrega que «esta idea podría abrir nuevas estrategias para el desarrollo biotecnológico o el mejoramiento de plantas para abordar los desafíos del cambio climático en la agricultura. Podríamos ser capaces de redirigir la información en cultivos de tal manera que las plantas requieren menos fertilizantes o pesticidas o son más resistentes contra las sequías«, aventura.