Lunes, 25 de Mayo de 2015 09:34

Encuentran un mecanismo de defensa utilizado por las plantas para superar situaciones de estr�s

Antonio Mart�n
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El investigador Emanuel Sanz Luque coteja dos placas de Petri con muestras de 'Chlamydomonas reinhardtii'. El investigador Emanuel Sanz Luque coteja dos placas de Petri con muestras de 'Chlamydomonas reinhardtii'. G. C. - A. M.

La UCO determina la funci�n de una enzima en la regulaci�n del �xido n�trico, empleado por las plantas para frenar situaciones adversas como plagas o sequ�as


En una situaci�n de estr�s bi�tico, como puede ser una infestaci�n por insectos, o de estr�s abi�tico, como la exposici�n a metales o a altas temperaturas, las plantas son capaces de desencadenar mecanismos de defensa para evitar que los da�os se extiendan. Una de las principales armas utilizadas en estos procesos es el �xido n�trico. Esta mol�cula es un compuesto t�xico que funciona como se�al para la planta y que induce una situaci�n que puede llevar en ciertos casos a una muerte celular programada para frenar el avance del da�o y salvar el resto del organismo. C�mo gestiona la planta este �xido n�trico contin�a siendo un enigma para la comunidad cient�fica. Sin embargo, bioqu�micos de la Universidad de C�rdoba y del Campus de Excelencia Internacional ceiA3 han logrado conectar una pieza de este puzle molecular.


Una familia de prote�nas presente en todas las formas de vida juega un papel fundamental en el metabolismo del �xido n�trico. Estas prote�nas son las hemoglobinas, que, por ejemplo, a los animales con sistema circulatorio les permite trasladar ox�geno a trav�s de la sangre. Sin embargo, la relaci�n de estas prote�nas con el �xido n�trico parece ser incluso m�s ancestral que su relaci�n con el ox�geno. Asimismo, el �xido n�trico tambi�n est� presente en la regulaci�n fisiol�gica de todos los seres vivos. Juega un papel crucial en el crecimiento, desarrollo y defensa de los organismos que realizan la fotos�ntesis aunque en exceso es t�xico para las plantas.


Los investigadores de la UCO analizaron el papel de un tipo espec�fico de hemoglobinas en la regulaci�n del �xido n�trico. �A�n no conocemos con exactitud c�mo funcionan estas hemoglobinas en las plantas, pero sabemos que sirven para regular el �xido n�trico y evitar efectos t�xicos en estos organismos�, explica Emilio Fern�ndez Reyes, responsable del grupo de investigaci�n Biolog�a molecular de la asimilaci�n de nitrato en algas de la Universidad de C�rdoba. �Sin embargo, se desconoce c�mo las plantas sintetizan el �xido n�trico y esta informaci�n puede ser importante para conocer la fisiolog�a de los vegetales�.


El trabajo de investigaci�n ha permitido observar c�mo la hemoglobina reduce el �xido n�trico y con ox�geno transforma este compuesto t�xico en nitrato, que puede asimilar la planta. Para ello, los cient�ficos emplearon un alga verde, Chlamydomonas reinhardtii, que contiene un inusual n�mero de este tipo de hemoglobinas, denominadas hemoglobinas truncadas. Los resultados han sido publicados recientemente en la revista cient�fica The Plant Journal.


Los investigadores observaron que una de estas doce hemoglobinas truncadas que tiene el alga, llamada THB1, era capaz de convertir el �xido n�trico en nitrato con eficiencia en cantidades significativas. Para ello, necesitaba una prote�na denominada nitrato reductasa, enzima central en la asimilaci�n de nitrato. Esta prote�na es capaz de parar su actividad principal en la reducci�n de nitrato para cederle electrones a la hemoglobina permitiendo que �sta una ox�geno y �xido n�trico y forme nitrato. La interacci�n de estas dos prote�nas qued� patente al observar las cargas superficiales de ambas enzimas. �Al generar las im�genes de los potenciales electrost�ticos de ambas, observamos que encajaban como dos piezas de un puzle�, explica el investigador principal.


La descripci�n de este mecanismo molecular es un trabajo de ciencia b�sica. �Nuestra funci�n es conocer c�mo ocurren las cosas, ya vendr�n otros para buscar la aplicabilidad al conocimiento generado�, explica Fern�ndez Reyes. En este caso, la investigaci�n puede servir para diferentes ramas del conocimiento como la Biolog�a o la Ingenier�a agron�mica.


Emanuel Sanz Luque, Francisco Oca�a, Amaury de Montiagu, Alejandro Chamizo, �ngel Llamas, Aurora Gal�n y Emilio Fern�ndez Reyes. �THB1, a truncated hemoglobin, modulates nitric oxide leves and nitrate reductase activity�. The Plant Journal (2015), 81, 467-479