INVESTIGADORES DESCUBREN UN MECANISMO NUEVO PARA PROTEGER LAS PLANTAS CONTRA HELADAS

Traducción libre del artículo original en inglés titulado “Researchers discover novel mechanism protecting plantas against freezing”, publicado el día 27 de agosto de 2010

East Lansing, Michigan- Nuevos terrenos por bioquímicos de la Universidad Estatal de Michigan (conocida como MSU por sus siglas en inglés) contribuye a explicar como las plantas se protejen de las temperaturas de congelación y puede conducir a descubrimientos relacionados con la tolerancia de LAS plantas a la sequía y otras condiciones extremas.

“Esto pone juntos dos problemas clásicos de la biología vegetal”, dijo Christoph Benning, Profesor de Bioquímica y biología molecular en MSU.  “ Uno es que las plantas se protegen contra congelación y que los científicos creyeron por mucho tiempo que esto tenía algo que ver con las membranas celulares, pero no sabían exactamente cómo.

“El otro es que la búsqueda del gen para una enzima enigmática del metabolismo de los lípidos en plantas en los cloroplastos”, en otras palabras, cómo los lípidos, que son los ladrillos de construcción de las membranas, son producidos para los organelos celulares de la planta, responsables de convertir la energía solar en energía química por medio de la fotosíntesis.

En un artículo publicado en línea esta semana por el Journal Science, Benning y su entonces doctorando Eric Moellering y su asistente técnico Bagyalakshmi Muthan describen como un gen particular conduce a la formación de un lípido que protege las membranas de cloroplastos y celulares de plantas del daño por helada por un novedoso mecanismo en Arbidopsis thaliana, una maleza común de la mostaza.  Mientras trabajaban en el proyecto de disertación bajo la supervisión de Benning, Moellering identificó una hebra mutante de Arabidopsis que no puede producir el lípido y vinculó este defecto bioquímico al trabajo realizado por quienes originalmente describieron el rol del gen en la tolerancia a heladas, pero no encontraron este mecanismo.

“Uno de los grandes problemas de la tolerancia a heladas o estrés general en plantas es que algunas especies son mejores para sobrevivir al estrés que otras”, indicó Moellering. “Estamos únicamente empezando a comprender los mecanismos que permiten sobrevivir a algunas plantas, mientras otras reaccionan con sensibilidad extrema.”

No existe un solo mecanismo involucrado en la tolerancia a congelación de las plantas, añadió Moellering, por lo que se puede decir que sus hallazgos conducirán en un futuro cercano a avances genéticos, logrando que los cítricos u otras plantas tolerantes a heladas sean capaces de prosperar bajo climas templados.  Sin embargo, definitivamente contribuye a nuestra comprensión sobre como las plantas sobreviven a temperaturas extremas.

Buena parte del daño en plantas ocasionado por temperaturas de congelación es debido a la deshidratación de la célula, en la cual el agua es sacada mientras se cristaliza y el organelo o membrana celular se arruga a medida que el volumen del líquido cae.  Los lípidos en las membranas de plantas tolerantes son removidos y convertidos en aceite que se acumula en gotículas, dijeron los investigadores, reteniendo la integridad de la membrana, e impidiendo que las membranas se fusionen unas con otras y conservando la energía por medio de gotículas de aceite.  Con la preocupación creciente a nivel global sobre las reservas de agua y el cambio climático, los científicos encuentran razones adicionales para comprender las formas en que las plantas resistentes sobreviven.

La investigación, financiada por la División de Ciencias de la Energía Básica de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de los Estados Unidos de América y la Estación de Experimentación Agrícola de Michigan, también conduce a la especulación que la congelación en sí misma puede provocar que las proteínas celulares soliciten directamente cambiar la composición de la membrana, sin activación inducida por la aclimatación gradual.  Esto ha sido un asunto primordial en el campo de la tolerancia a la congelación, señalaron los investigadores.

“Esto abre una gran puerta ahora para la gente para hacer este tipo de investigación y redireccionar investigadores”, dijo Benning.  “Existen muchos de ellos allá afuera intentando comprender la tolerancia al frío, la sal y la sequía en plantas y les estamos dando una nueva idea sobre cómo pueden ellos abordar este problema de manera mecánica.”

FUENTE: Universidad Estatal de Michigan, publicado en Checkbiotech.org

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