Las células madre vegetales son cruciales para el suministro mundial de alimentos, el pienso y la producción de combustible. Sientan las bases del crecimiento de las plantas.
por Margaret Osborne, Laboratorio Cold Spring Harbor
Sin embargo, se desconoce mucho sobre estos misteriosos componentes básicos. Análisis previos no han logrado localizar muchos de los genes importantes que regulan el funcionamiento de estas células.
Ahora, por primera vez, los biólogos vegetales del Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL) han mapeado dos reguladores de células madre conocidos en miles de células de brotes de maíz y Arabidopsis. Su investigación también descubrió nuevos reguladores de células madre en ambas especies y vinculó algunos con variaciones de tamaño en el maíz. Este método para recuperar células madre raras podría utilizarse en todo el reino vegetal . El estudio se publicó en la revista Developmental Cell .
El profesor David Jackson del CSHL explica: «Idealmente, nos gustaría saber cómo crear una célula madre. Esto nos permitiría regenerar mejor las plantas y comprender mejor su diversidad. Algo que entusiasma mucho es el desarrollo de nuevos cultivos más resilientes o productivos. Aún no contamos con una lista completa de reguladores, es decir, los genes necesarios para lograrlo».
Jackson y sus colegas se centraron inicialmente en dos conocidos reguladores de células madre, llamados CLAVATA3 y WUSCHEL. Xiaosa Xu, exinvestigadora posdoctoral del laboratorio de Jackson, diseccionó con delicadeza un pequeño trozo de maíz y brotes de Arabidopsis que contenían células madre. A continuación, el equipo utilizó una máquina de microfluidos para separar cada célula, convertir su ARN en ADN y etiquetarla con una etiqueta que identificaba su origen.
El proceso, llamado secuenciación de ARN unicelular, permite a los investigadores observar cómo se expresan los genes en miles de células a la vez. «Lo mejor es que contamos con este atlas de expresión génica», afirma Jackson. «Cuando lo publiquemos, toda la comunidad podrá usarlo. Otras personas interesadas en las células madre del maíz o de Arabidopsis no tendrán que repetir el experimento. Podrán usar nuestros datos».
La secuenciación de ARN unicelular permitió al equipo recuperar aproximadamente 5000 células que expresaban CLAVATA3 y 1000 WUSCHEL. Posteriormente, identificaron cientos de genes que se expresaban preferentemente en células madre de maíz y de Arabidopsis, lo que sugiere que podrían ser importantes evolutivamente en muchas especies vegetales. A partir de ahí, pudieron vincular ciertos reguladores de células madre con la productividad del maíz . Estas conexiones podrían, en el futuro, ayudar a los fitomejoradores a seleccionar cepas específicas para la producción de alimentos, piensos o combustibles.
«Es un conocimiento fundamental que podría guiar la investigación durante la próxima década», afirma Jackson. «Puede ser utilizado no solo por biólogos del desarrollo, sino también por fisiólogos que estudian cómo crecen las mazorcas de maíz y cómo mejorar la productividad, y luego por los fitomejoradores».
Más información: Xiaosa Xu et al., El perfilado unicelular a gran escala de células madre identifica reguladores redundantes del desarrollo de brotes y la variación de rasgos de rendimiento, Developmental Cell (2025). DOI: 10.1016/j.devcel.2025.07.024
