Descubren el mecanismo que hace crecer las plantas

Investigadores del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València (UPV), han identificado un mecanismo molecular "fundamental" en la respuesta de las raíces de las plantas a las señales ambientales, un hallazgo con el que amplían los conocimientos que se tenían sobre los mecanismos de crecimiento de las raíces.

Los resultados de esta investigación aparecen publicados en la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences'. En concreto, los expertos, en colaboración con el Centro Nacional de Biotecnología del CSIC y la Universidad de Nottingham, han identificado un nuevo mecanismo que regula la percepción de la hormona ácido abscísico (ABA) y el crecimiento de la raíz de las plantas, ha detallado la UPV en un comunicado.

Las raíces de las plantas son la vía principal a través de la cual el agua y los nutrientes son absorbidos desde el suelo. Estos recursos se encuentran a menudo distribuidos de forma irregular o escasean. Por ello, el crecimiento y la arquitectura de las raíces se ha optimizado para explorar el suelo de forma eficiente.

Este crecimiento viene determinado mediante programas genéticos intrínsecos que responden a cambios en el ambiente o estímulos como la gravedad o la humedad. Concretamente, las hormonas vegetales juegan un papel "crucial" en la regulación del crecimiento de la raíz y permiten coordinar y ajustar el crecimiento en respuesta a diferentes señales, como un déficit de nutrientes, escasez de agua, exceso de sal o distintos niveles de humedad.

El profesor de investigación del CSIC en el IBMCP Pedro Luis Rodríguez ha explicado que "existe una hormona vegetal denominada ácido abscísico (ABA) que juega un papel muy importante en estos procesos y los mecanismos que regulan cómo es percibida la hormona en las diferentes capas de la raíz están empezando a ser elucidados".

PROTEÍNA PYL8

La labor de los investigadores se ha centrado en la función que desempeña uno de sus receptores, la proteína conocida como PYL8, "que es crucial para regular el crecimiento de la raíz en respuesta a la hormona", ha ilustrado.

Este equipo ha trabajado con la planta modelo de investigación Arabidopsis thaliana, y han revelado rasgos "especiales" de este receptor, como su capacidad para moverse entre diferentes capas de la raíz.

"Así, la planta puede percibir la disponibilidad de nutrientes y humedad en la capa más externa, la epidermis. Por su expresión en el tejido vascular de la raíz, también permite la comunicación de la raíz con la parte aérea de la planta, integrando así las señales ambientales que actúan tanto en el subsuelo como en la superficie", ha indicado el científico.

La investigación también ha mostrado cómo la proteína PYL8 se estabiliza en la raíz de la planta cuando percibe la presencia de la hormona ABA, con lo que se protege de los mecanismos de degradación que regulan la vida media de las proteínas de una célula vegetal.

"La estabilización de PYL8 va acompañada de su transporte al núcleo celular, donde se activan genes implicados en la regulación del crecimiento de la raíz. La estabilización del receptor inducida por ABA también permite el movimiento del mismo fuera de la célula, por ejemplo, desde la epidermis de la raíz a los tejidos adyacentes", ha apuntado Rodríguez.

Este comportamiento se denomina 'non-cell-autonomous', que significa que el efecto de un gen no se restringe a la célula donde se transcribe, sino que puede ejercerse en otras células. "Podemos además aprovechar las características de PYL8 para desarrollar un biosensor de ABA en raíz u otros tejidos, el cual actuaría como un centinela para detectar el estrés ambiental", ha concluido el profesor.