10 Jul 2020
Identifican una molécula clave para el desarrollo de las células de las raíces de las plantas
El estudio liderado por científicos del Instituto Leloir abre caminos para el diseño de cultivos que se adapten a la sequía y otras adversidades asociadas al cambio climático.
José Manuel Estévez, director del estudio, y Cecilia Borassi, autora principal del trabajo.
Así como existe un programa genético en mamíferos que permite que las células se diferencien para formar el cerebro, el estómago, los ojos y otros órganos, en las plantas sucede algo similar cuando se forman distintas estructuras que definen su arquitectura.
Ahora, científicos argentinos identificaron una molécula clave que promueve el desarrollo de pelos radicales (células de las raíces encargadas de absorber agua y nutrientes del suelo) a partir de células especializadas de la epidermis de la raíz denominadas tricoblastos.
“Si conocemos los mecanismos que regulan el desarrollo de los pelos radicales, su tamaño, su capacidad para detectar agua y nutrientes en el suelo y absorberlos, y otras habilidades, estaremos en condiciones de desarrollar cultivos que se adapten a condiciones de sequía y otras adversidades asociadas al cambio climático”, indicó el director del avance, José Manuel Estévez, jefe del Laboratorio “Bases Moleculares del Desarrollo Vegetal” de la Fundación Instituto Leloir (FIL) e investigador del CONICET.
Tal como revela la revista “New Phytologist”, Estévez, Cecilia Borassi, primera autora del trabajo, y otros investigadores realizaron estudios con la planta modelo Arabidopsis thaliana, emparentada genéticamente con los cultivos de mayor importancia agrícola a nivel mundial. Y descubrieron que la inhibición de una molécula formada por una proteína y azucares, llamada glicopéptido AGP21, desencadena la diferenciación de los pelos radicales a partir de los tricoblastos.
Para comprobarlo, los científicos inhibieron la molécula AGP21 en plantas de Arabidopsis y observaron que la densidad de los pelos radicales era aproximadamente el doble en comparación con otras plantas de la misma especie.
En plantas de Arabidopsis, los científicos duplicaron la densidad de los pelos radicales, estructuras de las raíces que absorben agua y nutrientes del suelo.
“Nuestro estudio también indicaría que el glicopéptido AGP21 interfiere en la acción de brasinoesteroides, una hormona vegetal que regula determinados genes que son clave para el desarrollo de los pelos radicales. Inhibir esa molécula es como levantar un freno para que comiencen a originarse esas estructuras claves de las raíces”, explicó Borassi, becaria postdoctoral del CONICET en el grupo de Estévez.
Existen pocos trabajos en los que se han determinado funciones biológicas para este tipo de glicopéptidos. “En este sentido, nuestro trabajo logra determinar el rol de un único glicopéptido específico de la raíz, que participaría en la regulación del destino celular posiblemente a través de mecanismos mediados por brasinoesteroides”, puntualizó Martiniano Ricardi, también primer autor del trabajo, investigador del Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIByNE) que depende de la UBA y del CONICET y quien hizo su posdoctorado bajo la dirección de Estévez.
El conocimiento en detalle de la función de AGP21 en la epidermis de la raíz de Arabidopsis “podría aplicarse para estudiar cómo se puede mejorar el desempeño y rendimiento de cultivos de interés agronómico ante condiciones ambientales adversas”, destacó Borassi.
Del avance también participaron Javier Gloazzo Dorosz (también primer autor del estudio), Mariana Carignani Sardoy, Eliana Marzol, Silvina Mangano, Diana Rodríguez, Javier Martínez, Yossmayer del Carmen Rondón y Silvia Velásquez, integrantes del grupo de Estévez; Marina Ciancia, de la Facultad de Agronomía de la UBA y del CONICET; Laercio Pol Fachin, del Centro Universitario CESMAC, en Brasil; Bianca Villavicencio y Hugo Verli, de la Universidad Federal de Rio Grande del Sur, en Brasil, y Georg Seifert, de la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida, en Viena, Austria.
José Manuel Estévez, director del estudio, y Cecilia Borassi, autora principal del trabajo.Así como existe un programa genético en mamíferos que permite que las células se diferencien para formar el cerebro, el estómago, los ojos y otros órganos, en las plantas sucede algo similar cuando se forman distintas estructuras que definen su arquitectura.
Ahora, científicos argentinos identificaron una molécula clave que promueve el desarrollo de pelos radicales (células de las raíces encargadas de absorber agua y nutrientes del suelo) a partir de células especializadas de la epidermis de la raíz denominadas tricoblastos.
“Si conocemos los mecanismos que regulan el desarrollo de los pelos radicales, su tamaño, su capacidad para detectar agua y nutrientes en el suelo y absorberlos, y otras habilidades, estaremos en condiciones de desarrollar cultivos que se adapten a condiciones de sequía y otras adversidades asociadas al cambio climático”, indicó el director del avance, José Manuel Estévez, jefe del Laboratorio “Bases Moleculares del Desarrollo Vegetal” de la Fundación Instituto Leloir (FIL) e investigador del CONICET.
Tal como revela la revista “New Phytologist”, Estévez, Cecilia Borassi, primera autora del trabajo, y otros investigadores realizaron estudios con la planta modelo Arabidopsis thaliana, emparentada genéticamente con los cultivos de mayor importancia agrícola a nivel mundial. Y descubrieron que la inhibición de una molécula formada por una proteína y azucares, llamada glicopéptido AGP21, desencadena la diferenciación de los pelos radicales a partir de los tricoblastos.
Para comprobarlo, los científicos inhibieron la molécula AGP21 en plantas de Arabidopsis y observaron que la densidad de los pelos radicales era aproximadamente el doble en comparación con otras plantas de la misma especie.
En plantas de Arabidopsis, los científicos duplicaron la densidad de los pelos radicales, estructuras de las raíces que absorben agua y nutrientes del suelo.“Nuestro estudio también indicaría que el glicopéptido AGP21 interfiere en la acción de brasinoesteroides, una hormona vegetal que regula determinados genes que son clave para el desarrollo de los pelos radicales. Inhibir esa molécula es como levantar un freno para que comiencen a originarse esas estructuras claves de las raíces”, explicó Borassi, becaria postdoctoral del CONICET en el grupo de Estévez.
Existen pocos trabajos en los que se han determinado funciones biológicas para este tipo de glicopéptidos. “En este sentido, nuestro trabajo logra determinar el rol de un único glicopéptido específico de la raíz, que participaría en la regulación del destino celular posiblemente a través de mecanismos mediados por brasinoesteroides”, puntualizó Martiniano Ricardi, también primer autor del trabajo, investigador del Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIByNE) que depende de la UBA y del CONICET y quien hizo su posdoctorado bajo la dirección de Estévez.
El conocimiento en detalle de la función de AGP21 en la epidermis de la raíz de Arabidopsis “podría aplicarse para estudiar cómo se puede mejorar el desempeño y rendimiento de cultivos de interés agronómico ante condiciones ambientales adversas”, destacó Borassi.
Del avance también participaron Javier Gloazzo Dorosz (también primer autor del estudio), Mariana Carignani Sardoy, Eliana Marzol, Silvina Mangano, Diana Rodríguez, Javier Martínez, Yossmayer del Carmen Rondón y Silvia Velásquez, integrantes del grupo de Estévez; Marina Ciancia, de la Facultad de Agronomía de la UBA y del CONICET; Laercio Pol Fachin, del Centro Universitario CESMAC, en Brasil; Bianca Villavicencio y Hugo Verli, de la Universidad Federal de Rio Grande del Sur, en Brasil, y Georg Seifert, de la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida, en Viena, Austria.