Durante mucho tiempo, los investigadores asumieron que la muerte celular ocurre principalmente durante el crecimiento de los órganos animales, pero no en los órganos de las plantas.

por Anne Honsel, Universidad de Umea

Un grupo de investigación dirigido por Hannele Tuominen de UPSC ahora ha demostrado que la muerte de ciertas células en la raíz facilitó el crecimiento de las raíces laterales. Estos nuevos hallazgos sugieren que el crecimiento de órganos de plantas y animales podría no ser tan diferente como se pensaba. El estudio fue publicado hoy en la revista Current Biology .

A diferencia de los animales, las plantas forman nuevos órganos como raíces laterales continuamente. Estas raíces crecen desde la raíz principal y exploran el suelo en busca de nutrientes al tiempo que proporcionan estabilidad adicional para anclar la planta en el suelo. La eliminación de células juega un papel importante en el desarrollo animal, por ejemplo, para la formación de dedos de manos y pies. Las celdas entre los dígitos mueren durante el desarrollo para permitir el establecimiento de los dígitos individuales. La muerte celular del desarrollo también ocurre en las plantas, pero hasta ahora, no ha quedado claro si esto es necesario para facilitar la aparición de raíces laterales.

Los investigadores de Hannele Tuominen, hasta 2019 profesora asociada en la Universidad de Umeå y ahora profesora en SLU, y su postdoctorado Sacha Escamez, utilizaron diferentes métodos para demostrar que ocurre la muerte celular y permite que las raíces laterales emerjan de la raíz principal en las plantas de berro.

«Primero descubrimos que los genes que indican la muerte celular del desarrollo se activaron en las células que se encuentran sobre aquellas células que forman las futuras raíces laterales», dice Hannele Tuominen. «Eso nos hizo sentir curiosidad y queríamos analizar esto con más detalle».

Los investigadores utilizaron técnicas microscópicas para mostrar que esas células realmente estaban muriendo. Aplicaron colorantes que tiñen células vivas o células muertas y marcadores fluorescentes que solo son visibles a ciertos valores de pH. Partes importantes de las células vegetales se vuelven ácidas cuando la célula muere, haciendo que la señal del marcador desaparezca.

Para establecer este efecto más firmemente, los investigadores utilizaron un enfoque adicional. Analizaron un mutante de berro thale que carece de una proteína reguladora de la muerte celular. El crecimiento de las raíces laterales en este mutante se retrasó. Los investigadores pudieron restaurar el desarrollo normal genéticamente y también físicamente mediante el uso de pinzas ópticas .

En el enfoque genético, introdujeron un gen de mamífero conocido por inducir la muerte celular en el mutante y lo dirigieron a afectar solo a los tipos de células que observaron morir en las plantas no mutadas. Las raíces laterales del doble mutante resultante crecieron normalmente sin ningún retraso.

Paralelamente, los investigadores aplicaron pinzas ópticas a las células de la herida y de esta manera inducen la muerte de la célula. Las pinzas ópticas usan un rayo láser altamente enfocado para manipular objetos microscópicamente pequeños. «Esta es una herramienta óptica muy precisa. Podemos apuntar a células individuales y herirlas. Tres horas después de herir las células , murieron», explicó Sacha Escamez. «Cuando aplicamos este método al mutante cuyas raíces laterales normalmente crecen más lentamente, sus raíces laterales crecieron significativamente más rápido».

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