Descubren nueva función de una hormona del crecimiento vegetal
Un investigador del CONICET participó de un estudio en Bélgica que halló un mecanismo por el cual las plantas desarrollan mayor cantidad de estomas para obtener más alimento. Teniendo en cuenta el desarrollo de las técnicas de mejoramiento de cultivo, que buscan un mayor rendimiento de la producción, descubrimientos de este tipo cobran una especial importancia como puertas a futuros desarrollos tendientes a prescindir de los agroquímicos.
Un investigador del CONICET participó de un estudio en Bélgica que halló un mecanismo por el cual las plantas desarrollan mayor cantidad de estomas para obtener más alimento. Teniendo en cuenta el desarrollo de las técnicas de mejoramiento de cultivo, que buscan un mayor rendimiento de la producción, descubrimientos de este tipo cobran una especial importancia como puertas a futuros desarrollos tendientes a prescindir de los agroquímicos.
Aunque ya se sabía del trascendental papel que cumple como reguladora del crecimiento vegetal a través de la expansión de las células, no se conocen todos los mecanismos por los cuales la hormona brasinosteroide concreta esta función. Ahora, un equipo de investigadores de un laboratorio belga entre los que figura el argentino Gustavo Gudesblat, desentrañó un curioso procedimiento que ayuda al desarrollo y supervivencia de las plantas.
Los expertos trabajaron durante casi cuatro años en el Instituto Flandes de Biotecnología-Universidad de Ghent, en Bélgica, bajo la dirección de Eugenia Russinova. Las conclusiones fueron publicadas a comienzos de este mes en la revista Nature Cell Biology.
Los estomas, pequeños poros multifunción
Comer y respirar. Dos funciones esenciales para cualquier ser vivo, que no todas las especies realizan de la misma manera. Mientras que los humanos lo hacemos por la boca y la nariz, respectivamente, los vegetales resuelven éstas y otras funciones a través de poros microscópicos localizados en sus hojas, llamados estomas. Aunque es por medio de las raíces que toman agua y sales minerales, obtienen su alimento del aire por los estomas, mediante la conversión del dióxido de carbono en azúcares que se logra con la fotosíntesis. Pero en esta tarea transpiran, con lo cual se enfrentan a un dilema: ¿alimentarse o perder agua? Y de aquí el fundamental papel que cumplen los estomas, aquellos minúsculos poros multifunción.
“Las plantas son capaces de cerrar los estomas para economizar agua, por ejemplo ante una sequía. También, en base a información que recogen sobre el estado del clima, estación del año, y disponibilidad de nutrientes, determinan cuántos estomas deben tener las nuevas hojas al comienzo de su desarrollo. Hasta ahora, no estaba del todo claro cómo se llevaba a cabo esta función”, explica Gudesblat, biólogo e investigador del CONICET en el Instituto de Ciencia y Tecnología “Dr. César Milstein”, que participó de la investigación como becario posdoctoral.
Precisamente, a partir del trabajo de este equipo, se supo que una hormona llamada brasinosteroide tiene la capacidad de inducir la formación de estomas en las hojas. Esta hormona ya era conocida por su papel en el crecimiento vegetal, promoviendo el aumento de tamaño de las células. De hecho, se sabe que su ausencia provoca que las plantas casi no crezcan y sean estériles. El reciente descubrimiento prueba que la hormona no sólo estimula el aumento de tamaño de las células epidérmicas, sino también su división, permitiendo que las hojas tengan más estomas. “Más estomas le permiten a la planta aumentar la provisión de azúcares gracias a una mayor entrada de dióxido de carbono y consecuente fotosíntesis. Es decir, que los brasinosteroides no sólo dan la orden de crecer, sino que también ayudan a las células a contar con suficiente comida para hacerlo”, explica Gudesblat.
Un sistema ordenado
El aumento en el número de estomas se da de un modo singular, y para comprenderlo hace falta saber un poco más sobre ellos. Los estomas son poros entre dos células epidérmicas especiales llamadas guardianas, que pueden cambiar su forma para permitir que el poro se abra o se cierre. Cuando se van formando estas células, se activan genes que, a su vez, son controlados por una proteína llamada speechless (que en inglés significa “sin habla”) y que, cuando ya ha cumplido su función, recibe una especie de marca o etiqueta por parte de otra proteína, para señalar que debe ser destruida. “El metabolismo de las células funciona de manera muy ordenada, y las proteínas se crean y se eliminan todo el tiempo, cuando dejan de ser necesarias”, apunta el especialista.
“Lo que descubrimos es que los brasinosteroides pueden impedir que actúen algunas de las proteínas que marcan a las speechlees para que sean destruidas”, señala Gudesblat. La consecuencia de esto es un incremento en la cantidad de estomas, si recordamos que las speechless permiten que se formen las células guardianas que regulan la apertura y cierre de los estomas.
El papel de la ingeniería genética
El hecho de que los propios vegetales puedan regular su crecimiento según las condiciones ambientales no es poca cosa. Teniendo en cuenta el desarrollo de las técnicas de mejoramiento de cultivo, que buscan un mayor rendimiento de la producción, descubrimientos de este tipo cobran una especial importancia como puertas a futuros desarrollos tendientes a prescindir de los agroquímicos.
Desde el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), el doctor en Biología Esteban Hopp, explica que la ingeniería genética tiene unos 30 años de existencia, desde que en 1983 se reportó la primera planta transgénica (tabaco resistente a un antibiótico). En Argentina, los ensayos de campo comenzaron en 1991. En cuanto a la evolución a futuro del uso de la ciencia en el mejoramiento de cultivos, Hopp reflexiona: “El futuro se puede visualizar desde el presente, y el mejor ejemplo son plantas que contienen un gen de una bacteria que les confiere resistencia a insectos plaga. En este caso, el cultivo transgénico reemplaza y hace casi innecesario el uso de insecticidas químicos”.
“Hay plantas resistentes a enfermedades virales y las habrá a enfermedades producidas por bacterias y hongos. Por el lado de los fertilizantes también hay desarrollos que permitirán un aprovechamiento más eficiente y mayor sustentabilidad. En pocas palabras, la biotecnología ofrece las mejores soluciones prácticas al cuestionamiento sobre el uso de agroquímicos”, concluye.
Un investigador del CONICET participó de un estudio en Bélgica que halló un mecanismo por el cual las plantas desarrollan mayor cantidad de estomas para obtener más alimento. Teniendo en cuenta el desarrollo de las técnicas de mejoramiento de cultivo, que buscan un mayor rendimiento de la producción, descubrimientos de este tipo cobran una especial importancia como puertas a futuros desarrollos tendientes a prescindir de los agroquímicos.
Aunque ya se sabía del trascendental papel que cumple como reguladora del crecimiento vegetal a través de la expansión de las células, no se conocen todos los mecanismos por los cuales la hormona brasinosteroide concreta esta función. Ahora, un equipo de investigadores de un laboratorio belga entre los que figura el argentino Gustavo Gudesblat, desentrañó un curioso procedimiento que ayuda al desarrollo y supervivencia de las plantas.
Los expertos trabajaron durante casi cuatro años en el Instituto Flandes de Biotecnología-Universidad de Ghent, en Bélgica, bajo la dirección de Eugenia Russinova. Las conclusiones fueron publicadas a comienzos de este mes en la revista Nature Cell Biology.
Los estomas, pequeños poros multifunción
Comer y respirar. Dos funciones esenciales para cualquier ser vivo, que no todas las especies realizan de la misma manera. Mientras que los humanos lo hacemos por la boca y la nariz, respectivamente, los vegetales resuelven éstas y otras funciones a través de poros microscópicos localizados en sus hojas, llamados estomas. Aunque es por medio de las raíces que toman agua y sales minerales, obtienen su alimento del aire por los estomas, mediante la conversión del dióxido de carbono en azúcares que se logra con la fotosíntesis. Pero en esta tarea transpiran, con lo cual se enfrentan a un dilema: ¿alimentarse o perder agua? Y de aquí el fundamental papel que cumplen los estomas, aquellos minúsculos poros multifunción.
“Las plantas son capaces de cerrar los estomas para economizar agua, por ejemplo ante una sequía. También, en base a información que recogen sobre el estado del clima, estación del año, y disponibilidad de nutrientes, determinan cuántos estomas deben tener las nuevas hojas al comienzo de su desarrollo. Hasta ahora, no estaba del todo claro cómo se llevaba a cabo esta función”, explica Gudesblat, biólogo e investigador del CONICET en el Instituto de Ciencia y Tecnología “Dr. César Milstein”, que participó de la investigación como becario posdoctoral.
Precisamente, a partir del trabajo de este equipo, se supo que una hormona llamada brasinosteroide tiene la capacidad de inducir la formación de estomas en las hojas. Esta hormona ya era conocida por su papel en el crecimiento vegetal, promoviendo el aumento de tamaño de las células. De hecho, se sabe que su ausencia provoca que las plantas casi no crezcan y sean estériles. El reciente descubrimiento prueba que la hormona no sólo estimula el aumento de tamaño de las células epidérmicas, sino también su división, permitiendo que las hojas tengan más estomas. “Más estomas le permiten a la planta aumentar la provisión de azúcares gracias a una mayor entrada de dióxido de carbono y consecuente fotosíntesis. Es decir, que los brasinosteroides no sólo dan la orden de crecer, sino que también ayudan a las células a contar con suficiente comida para hacerlo”, explica Gudesblat.
Un sistema ordenado
El aumento en el número de estomas se da de un modo singular, y para comprenderlo hace falta saber un poco más sobre ellos. Los estomas son poros entre dos células epidérmicas especiales llamadas guardianas, que pueden cambiar su forma para permitir que el poro se abra o se cierre. Cuando se van formando estas células, se activan genes que, a su vez, son controlados por una proteína llamada speechless (que en inglés significa “sin habla”) y que, cuando ya ha cumplido su función, recibe una especie de marca o etiqueta por parte de otra proteína, para señalar que debe ser destruida. “El metabolismo de las células funciona de manera muy ordenada, y las proteínas se crean y se eliminan todo el tiempo, cuando dejan de ser necesarias”, apunta el especialista.
“Lo que descubrimos es que los brasinosteroides pueden impedir que actúen algunas de las proteínas que marcan a las speechlees para que sean destruidas”, señala Gudesblat. La consecuencia de esto es un incremento en la cantidad de estomas, si recordamos que las speechless permiten que se formen las células guardianas que regulan la apertura y cierre de los estomas.
El papel de la ingeniería genética
El hecho de que los propios vegetales puedan regular su crecimiento según las condiciones ambientales no es poca cosa. Teniendo en cuenta el desarrollo de las técnicas de mejoramiento de cultivo, que buscan un mayor rendimiento de la producción, descubrimientos de este tipo cobran una especial importancia como puertas a futuros desarrollos tendientes a prescindir de los agroquímicos.
Desde el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), el doctor en Biología Esteban Hopp, explica que la ingeniería genética tiene unos 30 años de existencia, desde que en 1983 se reportó la primera planta transgénica (tabaco resistente a un antibiótico). En Argentina, los ensayos de campo comenzaron en 1991. En cuanto a la evolución a futuro del uso de la ciencia en el mejoramiento de cultivos, Hopp reflexiona: “El futuro se puede visualizar desde el presente, y el mejor ejemplo son plantas que contienen un gen de una bacteria que les confiere resistencia a insectos plaga. En este caso, el cultivo transgénico reemplaza y hace casi innecesario el uso de insecticidas químicos”.
“Hay plantas resistentes a enfermedades virales y las habrá a enfermedades producidas por bacterias y hongos. Por el lado de los fertilizantes también hay desarrollos que permitirán un aprovechamiento más eficiente y mayor sustentabilidad. En pocas palabras, la biotecnología ofrece las mejores soluciones prácticas al cuestionamiento sobre el uso de agroquímicos”, concluye.
