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El tráfico de metales en las células vegetales

Los sensores fluorescentes son las mejores herramientas para el seguimiento de la dinámica de los metales en las células vivas. Los socios de un proyecto financiado por la Unión Europea se propusieron aplicar esta tecnología de sensores al seguimiento in vivo de la dinámica de los metales de transición en las células vegetales.
El tráfico de metales en las células vegetales
Algunos metales de transición como el zinc (Zn), el manganeso (Mn) o el hierro (Fe) desempeñan papeles importantes en las células vivas, tanto como aceptores redox como en su calidad de elementos necesarios para la estructura y el funcionamiento de las proteínas. Los sensores de transferencia de energía por resonancia de fluorescencia (FRET) son las mejores herramientas para estudiar la dinámica de los niveles de iones metálicos en las células.

El objetivo de los socios del proyecto «Nanosensors to monitor metal dynamics in living plant cells» (SENSOMETAL) era diseñar sensores codificados genéticamente para supervisar la dinámica de los metales de transición en células vegetales vivas. Para ello desarrollaron un conjunto de seis sensores de alta sensibilidad al Zn. Sus afinidades por el zinc abarcan un rango de concentraciones de entre 2 picomoles (pM) y 3 nanomoles (nM) y ofrecen una gran sensibilidad y un alto rango dinámico en FRET. Estas características hacen que sean adecuados para el seguimiento del Zn in vivo.

Estos sensores se utilizaron haciendo que se expresaran o bien de manera temporal o a través de su expresión estable en diversos genotipos salvajes y mutantes, entre otros en plantas mutantes a las que se había disminuido la capacidad de traslocación del Zn desde las raíces hasta los brotes. A continuación, los investigadores utilizaron diferentes componentes tales como la glucosa, el óxido nítrico o el peróxido de hidrógeno para probar su capacidad de afectar a la concentración de Zn libre en el citosol. En un primer intento de crear sensores de Mn y de Fe, los miembros del consorcio clonaron una docena de constructos, los expresaron, purificaron sus productos y comprobaron su especificidad de unión a ligandos.

El futuro desarrollo del proyecto y la introducción de nuevas modificaciones en los sensores resultarán importantes para el estudio de los mecanismos de la homeostasis de los metales en plantas vivas.

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