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Este proceso es originado por tres proteínas que se unen para destruirse
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El resultado de dicho proceso es la síntesis de etileno
En respuesta a la sequía, el frío, la falta de luz solar y otros tipos de estrés, las proteínas celulares interactúan para ayudar a la planta a sobrevivir. Un acto protector primario es la llamada autofagia, es decir, la destrucción y el reciclaje de materiales celulares propios de la planta para cubrir sus necesidades.
Investigadores de la Universidad de Purdue, en Indiana, Estados Unidos de América, identificó tres proteínas involucradas en este proceso protector al interactuar entre ellas. Una mejor comprensión de estos mecanismos podría ayudar a las plantas a soportar condiciones severas de estrés.
Proteínas involucradas en la síntesis de etileno
«Una proteína, llamada ACC sintasa o ACS, es una enzima que regula la biosíntesis de etileno. Esta hormona influye en la maduración, crecimiento y desarrollo de los frutos, y en las respuestas al estrés de las plantas.
La proteína ACS atrae a otras dos y actúa como un pegamento que las mantiene unidas. Las dos proteínas en condiciones normales de crecimiento descomponen el ACS», dijo Gyeong Mee Yoon, líder del estudio.
«El etileno está involucrado en la respuesta al estrés y la autofagia, o la destrucción y el reciclaje de materiales celulares, pero no sabemos exactamente cómo está involucrado», añadió.
Entorno de déficit de carbono
El equipo de científicos utilizó Arabidopsis como base del experimento. Esta es la planta modelo por excelencia en estudios botánicos.
Los especialistas crearon un entorno con déficit de carbono para las plantas, similar a lo que sucedería sin la luz solar adecuada. Sin los rayos del Sol, las plantas no pueden realizar la fotosíntesis y crear el carbono necesario para el crecimiento. La fotosíntesis es el proceso en el que la energía de la luz se convierte en azúcares.
Cuando hay carencia de carbono, la planta activa la vía de señalización de los brasinoesteroides, una fitohormona que regula el crecimiento vegetal. Esta señalización activa una proteína adicional, llamada 14 3 3, que permite a ACS atraer a otras proteínas y hacer que se degraden entre sí.
Interrumpen respuesta al estrés
Al inhibir la unión de las tres proteínas, los especialistas interrumpieron el proceso de respuesta al estrés. Y si se interrumpe la corregulación de estas proteínas, las plantas no pueden sobrevivir a la falta de carbono.
«Esta es una forma en que la planta afina el equilibrio de diferentes proteínas y niveles de hormonas. Cuando una planta está bajo estrés, el equilibrio cambia y esto desencadena una cascada de eventos que conducen a un mayor reciclaje celular para mantener viva la planta. Cuando el estrés termina, el equilibrio cambia de nuevo y el sistema vuelve a la normalidad», explicó Yoon.
«Esta es una evidencia de que ACS podría ser una proteína ‘pluriempleo’, donde realiza más de una función, pero necesitamos saber más. Quizás sirva como una plataforma para desarrollar plantas resistentes», concluyó.
La investigación fue publicada en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Fuente: Proceedings of the National Academy of Sciences
