Desentrañar la evolución de las plantas terrestres
En algún momento, hace aproximadamente quinientos millones de años, las plantas colonizaron la tierra. Esta aventura evolutiva transformó el mundo tal y como lo conocemos y fue seguida de una escisión entre las plantas, lo que generó plantas vasculares como la «Arabidopsis», con sus elaborados sistemas de brotes y reproducción retardada, y briofitas no vasculares, como el musgo. Una pequeña molécula de señalización conocida como miR156 evolucionó en un ancestro compartido de ambos grupos de plantas. En las plantas vasculares, miR156 retrasa la transición del desarrollo juvenil, aunque las plantas no vasculares no experimentan la misma transición. «Esto nos llevó a preguntarnos cuál era la función ancestral de miR156 durante la evolución de las plantas y hasta qué punto fue una innovación importante para ellas cuando salieron de los hábitats acuáticos para colonizar la tierra», explica Jill Harrison, profesora titular de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Bristol y coordinadora del proyecto miR156evo. En el proyecto miR156evo, financiado con fondos europeos y realizado con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie (MSCA, por sus siglas en inglés), los investigadores empezaron a estudiar la hipótesis de que la aparición de la molécula miR156 fue una parte fundamental de la evolución de las plantas terrestres, que permitió la complejidad morfológica de las plantas vasculares.
Análisis de la función de miR156 en las plantas
Para descubrir la función ancestral de miR156 en las plantas terrestres, el equipo empezó a comparar las funciones de miR156 en el desarrollo de musgos y plantas con flores. «Si resulta que miR156 tiene efectos similares en ambos tipos de plantas, por ejemplo al regular el momento de las transiciones entre las distintas etapas de los ciclos vitales de las plantas, es probable que estas funciones sean ancestrales en las plantas terrestres», señala Jim Fouracre, investigador universitario de la Royal Society en la Universidad de Bristol e investigador del proyecto miR156evo. Para determinar qué hace miR156 en el musgo, los investigadores han desactivado y reforzado las funciones de miR156. Mediante técnicas de transferencia genética, han modificado los niveles de expresión génica, es decir, si están activados o no. El equipo también utilizó una técnica relativamente nueva conocida como CRISPR-Cas9, que funciona como unas tijeras genéticas para cortar trozos de genes. De este modo, pueden detener el funcionamiento de los genes y crear «líneas informantes» que muestren dónde está activo un determinado gen en la planta. «Los primeros resultados indican que miR156 puede funcionar de forma similar en plantas vasculares y no vasculares en la regulación del momento de la progresión del ciclo vital —afirma Fouracre—. Nuestros hallazgos hasta la fecha sugieren que esta era probablemente una función conservada también presente en el ancestro de todas las plantas terrestres».
Ampliar nuestro conocimiento de las plantas terrestres ancestrales
El proyecto se ha centrado especialmente en el papel de miR156 durante el desarrollo de la fase de esporofito, justo antes de que la planta cree las esporas. «No sabemos cómo era el antepasado de las plantas terrestres, pero la elaboración de la fase del ciclo vital del esporofito en las plantas vasculares permitió su espectacular radiación y su ascenso al dominio ecológico —añade Harrison—. Nuestras investigaciones sobre el desarrollo de los esporofitos de los musgos nos hablarán del ciclo vital ancestral de las plantas terrestres».
Basados en información fundamental sobre la regulación génica
Gracias en parte a la concesión de una beca de investigación MSCA, Fouracre ha creado ahora su propio grupo de investigación como investigador universitario de la Royal Society, donde llevará adelante sus investigaciones sobre el papel de miR156 durante el desarrollo de las plantas. Una vez creadas las herramientas experimentales necesarias para empezar a responder a las preguntas de la investigación, el equipo también está estableciendo modelos de cultivo en el laboratorio para aprovechar sus conocimientos fundamentales sobre cómo miR156 regula el desarrollo. «Estamos entusiasmados con lo que encontraremos», afirma Harrison.
Palabras clave
miR156evo, planta, desarrollo, terrestre, colonizar, ancestral, vascular, briofitas