Una sonda vírica para plantas podría impulsar la productividad de los cultivos
Los ARN pequeños(se abrirá en una nueva ventana) (ARNp) son moléculas que se encuentran en las plantas y que intervienen en prácticamente todos los procesos de regulación. Por ejemplo, controlan las respuestas a los estímulos internos y externos y modulan el crecimiento. También desempeñan un papel fundamental en la propagación por toda la planta de la interferencia por ARN(se abrirá en una nueva ventana) (iARN), un sistema de regulación genética que actúa silenciando la actividad de genes específicos. «Los ARNp son moléculas móviles», explica el coordinador del proyecto GeminiDECODER, Eduardo Bejarano del Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea «La Mayora»(se abrirá en una nueva ventana) en España. «Su movilidad —y diversidad— ha dificultado su plena identificación y caracterización, así como sus posibles dianas de ARN». Estas dificultades han limitado nuestra comprensión de varios procesos vegetales importantes. Por ejemplo, cómo las respuestas locales en las plantas se transforman en respuestas sistémicas. Este proceso es clave para activar las defensas de las plantas frente a la falta de nutrientes, agua o enfermedades.
Sondas proteínicas derivadas de fitovirus
El equipo del proyecto GeminiDECODER, financiado por las acciones Marie Skłodowska-Curie(se abrirá en una nueva ventana) y coordinado por la Universidad de Málaga(se abrirá en una nueva ventana) en España, pretendía desarrollar nuevas formas de aislar y caracterizar estos ARNp móviles y sus potenciales dianas de ARN. «Para ello, seguimos un método completamente nuevo: utilizar proteínas derivadas de fitovirus como sondas para detectar ARNp con una resolución sin precedentes», explica Bejarano. Esta técnica, según Bejarano, podría ayudar a los científicos a aislar mejor los ARNp móviles y sus dianas en diferentes plantas, y podría tener posibles aplicaciones en la regulación de la productividad de los cultivos.
El papel de las proteínas en los procesos de desarrollo
Para lograr estos objetivos, el equipo del proyecto modificó genéticamente las plantas para que acumularan una proteína vírica denominada «C4». Se seleccionó la proteína del virus de la rizadura amarilla del tomate (geminivirus), por su capacidad para interferir en el movimiento de los ARNp. «La presencia de C4 en las plantas interfiere en el movimiento de los ARNp móviles», añade Bejarano. «Eso significa que los ARNp móviles ya no pueden alcanzar sus ubicaciones habituales, y los ARN marcados para su degradación ya no serán silenciados». Mediante el análisis de los niveles anormales de acumulación de ARN, Bejarano pudo identificar posibles dianas de ARN para los ARNp móviles. También pudo recabar información sobre la identidad del ARNp móvil específico. Una vez identificados estos genes diana, Bejarano pudo analizar su función biológica. «Como prueba de concepto, aplicamos la C4 para analizar el patrón de los tejidos radiculares determinado por los ARNp móviles», dice Bejarano. «Eso nos permitió exponer el papel que desempeñan determinadas proteínas vegetales que promueven el movimiento de los ARNp y controlan los procesos de desarrollo en las plantas».
Optimización de la producción sostenible de cultivos
En GeminiDECODER se han realizado varios descubrimientos importantes mediante el uso de C4 como posible sonda de ARNp móviles. Se han aislado nuevos pares putativos de ARNp móviles/diana, que están pendientes de confirmación y caracterización biológica. «La iARN es fundamental en la mayoría de los mecanismos reguladores de las plantas», apunta Bejarano. «Por tanto, este proyecto podría contribuir a abrir nuevas vías de investigación». A nivel práctico, la identificación de plantas en la naturaleza que expresan niveles más altos o más bajos de un ARNp específico podría ayudar a explicar por qué serían susceptibles de mostrar una mayor resistencia ante los agentes patógenos, la sequía o la inanición por falta de nutrientes. «Este tema es primordial para una población mundial en constante crecimiento, en la cual debe optimizarse la producción de cultivos y llevarse a cabo de forma ecológica y sostenible», afirma Bejarano.
