Comprender cómo las plantas procesan la luz es clave para mejorar el rendimiento de los cultivos. La luz ayuda a las plantas a saber cuándo crecer y florecer en el momento adecuado.
por Nick Wurm, Laboratorio Cold Spring Harbor
Las plantas encuentran la luz usando proteínas llamadas fotorreceptores. El equipo del profesor asistente Ullas Pedmale del Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL) descubrió cómo las proteínas llamadas UBP12 y UBP13 ayudan a regular un fotorreceptor llamado CRY2. Publicado en Current Biology , su descubrimiento podría revelar nuevas formas de controlar el crecimiento, que podrían tener amplias aplicaciones más allá de la agricultura.
Los fotorreceptores CRY son comunes a plantas y humanos. Están vinculados a enfermedades humanas como el cáncer, la diabetes y varios trastornos cerebrales. CRY2 ayuda a controlar el crecimiento tanto en humanos como en plantas. Mientras que el crecimiento descontrolado de las plantas las hace menos viables, el crecimiento descontrolado de los humanos provoca cáncer. «Si entendemos el crecimiento», dice Pedmale, «podemos curar el cáncer».
Las plantas necesitan la cantidad correcta de CRY2 para saber cuándo crecer y florecer. Pedmale y la ex becaria postdoctoral Louise Lindbäck descubrieron que la manipulación de UBP12 y UBP13 puede cambiar la cantidad de CRY2 en las plantas. Descubrieron que el aumento de UBP12 y UBP13 reduce los niveles de CRY2. Esto hizo que las plantas pensaran que no había suficiente luz. En respuesta, crecieron tallos anormales más largos para alcanzar más.
Pedmale dice: «Aquí tenemos una manera de entender el crecimiento, y podemos manipular el crecimiento simplemente manipulando dos proteínas. Hemos encontrado una manera de aumentar la producción de flores. Necesitas florecer para alimentarte. Si no hay flores, no hay grano, ni arroz, ni trigo, ni maíz».
Pedmale y Lindbäck no sabían exactamente cómo UBP12 y UBP13 regulaban CRY2. Cuando los investigadores observaron más de cerca, hicieron un descubrimiento sorprendente. En humanos y otros organismos, las versiones de UBP12 y UBP13 protegen a los fotorreceptores CRY de la degradación. Pero en las plantas, el equipo vio lo contrario. UBP12 y UBP13 en realidad estaban ayudando a degradar CRY2 en su lugar.
Lindbäck, que actualmente es ingeniero de investigación y desarrollo en Nordic Biomarker en Suecia, explica: «De la literatura, se sabe que si encuentra una interacción como esta, protegerá de la degradación. Inicialmente, vimos lo contrario, y pensamos: ‘Está bien, tal vez hice algo mal’, pero luego, cuando lo hice varias veces, nos dimos cuenta, ‘Está bien, esto es cierto’. En lugar de proteger a CRY2, hace que CRY2 se degrade».
Pedmale espera que su descubrimiento ayude a los investigadores y criadores de plantas a mejorar el rendimiento de los cultivos. También espera que su trabajo ayude a informar la investigación del cáncer. «Mis colegas en CSHL están trabajando arduamente para tratar de comprender el cáncer «, dice. «Lo abordamos desde un ángulo diferente con las plantas».
Más información: Louise N. Lindbäck et al, Las desubiquitinasas UBP12 y UBP13 desestabilizan el receptor de luz azul CRY2 para regular el crecimiento de Arabidopsis,
Current Biology (2022). DOI: 10.1016/j.cub.2022.05.046
