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Cómo combatir el calor: el mecanismo de memoria permite que las plantas se adapten al estrés por calor

Cómo combatir el calor: el mecanismo de memoria permite que las plantas se adapten al estrés por calor
Eliminación de H3K27me3 en respuesta al calor. Crédito: Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara

En un estudio publicado en Nature Communications , investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara han revelado que una familia de proteínas que controlan pequeños genes de choque térmico permite a las plantas «recordar» cómo lidiar con el estrés por calor.


por el Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara


«Si no soportas el calor, sal de la cocina», como dice el viejo refrán. Pero para los organismos que no pueden salir de la cocina proverbial cuando las cosas se calientan demasiado, hay otra forma: investigadores de Japón han descubierto que las plantas pueden ganar tolerancia al calor para adaptarse mejor al estrés por calor futuro, gracias a un mecanismo particular para la memoria del estrés por calor. . «

El cambio climático, especialmente el calentamiento global, es una amenaza creciente para la agricultura en todo el mundo. Debido a que las plantas no pueden moverse para evitar condiciones adversas, como altas temperaturas potencialmente letales, necesitan poder lidiar con factores como el estrés por calor de manera efectiva para sobrevivir. Por lo tanto, mejorar la tolerancia al calor de las plantas de cultivo es un objetivo importante en la agricultura.

«El estrés por calor a menudo se repite y cambia», dice el autor principal del estudio Nobutoshi Yamaguchi. «Una vez que las plantas han sufrido un leve estrés por calor, se vuelven tolerantes y pueden adaptarse a un mayor estrés por calor. Esto se conoce como ‘memoria’ del estrés por calor y se ha informado que está correlacionado con modificaciones epigenéticas «. Las modificaciones epigenéticas son cambios heredables en la forma en que se expresan los genes y no implican cambios en las secuencias de ADN subyacentes.

«Queríamos descubrir cómo las plantas conservan la memoria de los cambios ambientales», explica Toshiro Ito, autor principal. «Examinamos el papel de las proteínas JUMONJI (JMJ) en la tolerancia a la temperatura adquirida en respuesta al calor recurrente en unos pocos días».

Las proteínas JUMONJI son histonas desmetilasas. Las demetilasas son enzimas que eliminan los grupos metilo de moléculas como las proteínas, en particular las histonas, que proporcionan soporte estructural a los cromosomas. El equipo reveló que las plantas pueden mantener la memoria térmica debido a la disminución de H3K27me3 (trimetilación de la histona H3 lisina 27) en pequeños genes de choque térmico.

«Encontramos que estas proteínas son necesarias para la aclimatación al calor en Arabidopsis thaliana. Estos resultados, junto con estudios futuros, aclararán aún más los mecanismos de la memoria y la adaptación de las plantas», dice Yamaguchi.

Esta investigación será relevante para la investigación genética en varios campos, incluida la biología, la bioquímica, la ecología y las ciencias ambientales y agrícolas , y es aplicable al estudio de animales y plantas. Comprender el mecanismo de la memoria epigenética revelado en este estudio ayudará a trabajar con la tolerancia al calor para mantener el suministro de alimentos en condiciones naturales.



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