¿Cómo regulan las plantas su metabolismo del azúcar?


Para llevar a cabo sus funciones en la célula, muchas proteínas requieren las propiedades químicas de los metales ligados, como el cobre. 


por Ruhr-Universitaet-Bochum


Si este nutriente escasea, las plantas responden aumentando su absorción y reemplazando algunas proteínas que utilizan cobre por proteínas independientes de cobre. La proteína de unión al promotor Squamosa similar a 7 (SPL7) media en esta respuesta. Investigadores de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) ahora han descubierto que SPL7 también es indispensable para el metabolismo energético de las plantas.

Esta es la conclusión de un equipo encabezado por la profesora Dra. Ute Krämer del Departamento de Genética Molecular y Fisiología de Plantas de RUB, junto con colegas de los Institutos Max Planck para la Investigación de Fitomejoramiento en Colonia y para Fisiología Molecular de Plantas en Potsdam, en la revista The Plant Cell , publicada en línea el 22 de julio de 2022.

Las plantas usan la energía de la luz para producir azúcar a partir del dióxido de carbono y el agua en la fotosíntesis, lo que da lugar a una variedad de compuestos ricos en energía que son la base de toda la vida en la Tierra. «Este estudio ha mejorado nuestra comprensión de cómo las plantas controlan su equilibrio de azúcar, lo que puede ser útil para el desarrollo de nuevos procesos biotecnológicos basados ​​en plantas», señala Ute Krämer. «Los hallazgos también podrían ayudar a aumentar los rendimientos agrícolas en suelos con deficiencia de cobre».

Ciegos a su propio estado de energía

Los investigadores estudiaron mutantes de la planta modelo Arabidopsis que no pueden producir la proteína SPL7. La mala utilización de azúcares en estos mutantes condujo a la acumulación de azúcares en sus tejidos. Aunque disponían de mucha azúcar, es decir, mucha energía, su crecimiento y desarrollo era lento. «Sospechamos que los mutantes que carecen de SPL7 no pueden reconocer su estado de alta energía o traducirlo en respuestas de crecimiento adecuadas», concluye Krämer.

Vías de señalización no identificadas pueden estar involucradas

El estudio sugiere que SPL7 tiene una función reguladora en el metabolismo energético de las plantas, además de activar la respuesta a la deficiencia de cobre. Este vínculo regulador recientemente descubierto refleja que las funciones cruciales de las proteínas en el metabolismo energético dependen del cobre, tanto en la fotosíntesis de las plantas terrestres como en la respiración. Se descubrió que las vías de señalización del azúcar vegetal mejor estudiadas funcionan normalmente en los mutantes SPL7, por lo que puede estar involucrada una vía aún no identificada.

En estudios de seguimiento, los investigadores planean explorar cómo SPL7 permite que las plantas utilicen azúcares. El primer paso en esta dirección ya se ha dado. El equipo de investigación identificó todos los genes cuya actividad está directamente regulada por SPL7. En el futuro, el grupo de investigación planea abordar cómo algunos de estos genes permiten la utilización de azúcares.


Más información: Anna Schulten et al, El crecimiento y el desarrollo de Arabidopsis promovidos por el estado energético requieren el regulador transcripcional de respuesta a la deficiencia de cobre SPL7, 

The Plant Cell (2022). DOI: 10.1093/plcell/koac215



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