Investigadores encuentran en especies reactivas de oxígeno clave para el crecimiento radicular
- Los subproductos naturales de la respiración celular juegan un papel relevante en la señalización para la diferenciación de las células
- Identificaron una proteína llamada RITF1 que, cuando se activa, desencadena este cambio de células madres a células específicas
Investigadores de la Universidad de Duke, Estados Unidos, han descubierto nuevos detalles sobre el crecimiento de las raíces, una investigación que podría conducir a cultivos más productivos y optimizados para diferentes tipos de suelo.
A medida que una raíz hace un túnel a través del suelo, las células madre deben determinar si se dividen para producir más de su tipo o si se diferencian en otros tipos de células, según su ubicación dentro del tejido de la raíz. Lo anterior, puede ser manipulado, de acuerdo con los biólogos de la Universiad de Duke, Philip Benfey, Masashi Yamada y Xinwei Han-Han.
Investigan señalización celular
En un estudio publicado en la revista Nature, Philip Benfey y sus colegas muestran que las células madre obtienen parte de la información que necesitan para diferenciarse de sustancias que generalmente se consideran dañinas.
Los subproductos naturales de la respiración celular, las moléculas llamadas especies reactivas de oxígeno, se han descrito durante mucho tiempo como señales de estrés que pueden causar daño en tejidos vegetales si no se controlan. Pero también juegan un papel en la señalización celular.
En un estudio de Arabidopsis thaliana, una especie crucífera nativa de Europa, Asia y parte de África, los investigadores informan que el crecimiento de la raíz está parcialmente regulado por las interacciones entre dos tipos de especies reactivas de oxígeno a medida que se acumulan en diferentes regiones de la raíz: el superóxido y el peróxido de hidrógeno.
«Lo que hicimos fue trazar —desde la señal hasta la respuesta— cómo se utilizan estos químicos supuestamente tóxicos para un proceso de señalización», explicó Benfey.
Encuentran mayor crecimiento radicular
Las raíces crecen más gracias a una pequeña región de células madre al final de cada una de estas que produce un suministro constante de nuevas células detrás de ella, impulsando la punta de la raíz hacia abajo a través del suelo como la cabeza de una bala. Las células hijas que quedan quietas, finalmente dejando de dividirse y comenzando a especializarse.
La rapidez con que crece una raíz depende del equilibrio entre dos señales opuestas: las que estimulan a estas células madre a seguir multiplicándose y las que les dicen que frenen la proliferación y cambien de marcha para especializarse. Los investigadores identificaron una proteína llamada RITF1 que, cuando se activa, desencadena este cambio de desarrollo.
La proteína funciona controlando dónde se concentran las dos especies reactivas de oxígeno dentro de la punta de crecimiento de la raíz.
Concluyen que es posible manipular el curso de acción celular
Estas señales químicas le dicen a las células circundantes qué curso de acción tomar a continuación. Las células expuestas a mayores cantidades de superóxido se siguen dividiendo y produciendo nuevas células, mientras que las que reciben una gran dosis de peróxido de hidrógeno se diferencian, con una zona de transición donde las dos se superponen.
«Todavía no tenemos todas las piezas, pero hay muchos más pasos del proceso de señalización que ahora se conocen a través de esta investigación», dijo Benfey.
«Las especies reactivas de oxígeno no son solo químicos tóxicos, cumplen funciones importantes como reguladores de un proceso de desarrollo, pasando de una célula madre a un tejido completamente diferenciado», añadió el investigador de la Universidad de Duke.
La Universidad de Duke, casa educadora de la que provienen estos investigadores, es una de las universidades más prestigiosas de Estados Unidos de América. Nature, publicada en Reino Unido, es una de las revistas científicas de mayor renombre a nivel mundial.
Fuente: Phys.org
