La luz y el reloj circadiano trabajan conjuntamente para controlar el desarrollo de las plantas
La luz y el reloj circadiano controlan el ritmo de crecimiento y la detección de cambios en el entorno y son fundamentales para la regulación adecuada de la eficacia biológica y la biomasa. Los factores de interacción con fitocromos (PIF) son reguladores transcripcionales encargados de coordinar estos dos mecanismos. Aunque se dispone de cuantiosa información sobre las dos rutas, aún se desconocen sus efectores ulteriores. El proyecto financiado por la Unión Europea SK6DIURNALGROWTHARAB proporcionó nuevos conocimientos sobre cómo el reloj circadiano regula la proteína quinasa S6 (S6K) de la subunidad pequeña 40S del ribosoma de Arabidopsis thaliana. S6K es una proteína diana de la rapamicina (TOR) y un regulador de la síntesis proteica. Es más, la actividad de SK6 en A. thaliana es sensible a la disponibilidad de nutrientes, el estrés osmótico, la señalización por fitohormonas (por ejemplo, auxina) y la concentración de carbohidratos. Estudios previos realizados por miembros del proyecto señalan que S6K podría actuar como un interruptor molecular preciso que controla la permutación entre crecimiento y proliferación celular. S6K inhibe la proliferación celular mediante su asociación con la ruta RBR-E2F, pero uno de los genes responsables de su codificación, S6K1, se coexpresa con un componente crucial del oscilador central del reloj circadiano. Dado que la expresión de la proteína S6K está determinada por los genes S6K1 y SK62, el equipo de SK6DIURNALGROWTHARAB se propuso estudiar la regulación circadiana de estos dos genes a nivel transcripcional, traduccional y postraduccional en A. thaliana. Los resultados del proyecto revelaron que el reloj circadiano proporciona una regulación transcripcional y postraduccional adicional a SK6. Los investigadores monitorizaron los patrones de expresión de S6K1 y S6K2 en diferentes órganos vegetales con programas específicos de desarrollo. Concretamente, analizaron la expresión de estos genes en hipocótilos, cotiledones y raíces. Además, evaluaron cómo se relacionaban fenotipos dependientes de la luz, el reloj circadiano y el crecimiento con la modulación de la transcripción de S6K y los niveles de esta proteína. En este contexto, se descubrió que el nivel adicional de control transcripcional es específico del órgano en cuestión, lo que sugiere que la función de la proteína S6K podría ser ajustada para programas de desarrollo vegetal específicos. Los nuevos factores identificados que afectan a la regulación circadiana del crecimiento y desarrollo vegetal tienen el potencial de revolucionar los programas de fitomejoramiento. Estos hallazgos proporcionan un nuevo marco conceptual para comprender cómo las respuestas de crecimiento de las plantas pueden ajustarse a diferentes condiciones ambientales. Esto tiene un gran relevancia considerando el impacto que cambio climático ejercerá sobre los cultivos en todo el mundo.
