El descubrimiento aumenta las posibilidades de mejorar el contenido de hierro en las plantas
Los investigadores han descubierto un gen que controla la regulación de la absorción de hierro en las plantas, según un nuevo estudio del Dartmouth College.
por Dartmouth College
Con más de 2 mil millones de personas que sufren de deficiencia de hierro en todo el mundo, el descubrimiento podría ser la clave para aumentar la potencia de hierro de cultivos como el arroz, el trigo y la yuca que forman las dietas básicas de más de la mitad de la población mundial.
El gen señala cuándo las plantas deberían permitir el transporte de hierro alternando una vía genética que incluye cientos de otros genes.
El estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences , es el último de una serie de proyectos de investigación sobre el transporte y almacenamiento de hierro en plantas del equipo de Dartmouth. La investigación actual detalla la identificación del gen en las plantas y proporciona la primera descripción de cómo funciona para regular la absorción de hierro.
«Hemos descubierto un regulador clave en una de las vías de nutrientes más importantes del mundo», dijo Mary Lou Guerinot, profesora de ciencias biológicas en Dartmouth y la investigadora principal del proyecto. «Si ahora podemos descubrir cómo optimizar el camino, podríamos alimentar a miles de millones de personas que sufren de deficiencia de hierro, un gran problema especialmente para las mujeres y los niños en todo el mundo».
El gen recientemente descubierto, conocido como Regulador Upstream de IRT1 (URI), controla cuándo deben expresarse los genes en la raíz de una planta para comenzar la absorción de hierro. Según el equipo, URI controla hasta 1.500 otros genes, incluidos los que no tienen nada que ver con el hierro.
El equipo de investigación descubrió que la proteína URI siempre está presente en las plantas. La presencia constante de la proteína creó el desafío adicional de comprender cómo la proteína detecta el estado de suficiencia de hierro para regularse y evitar la sobreexposición tóxica al elemento.
«Nuestra investigación encontró que la abundancia de la proteína URI no cambia por las condiciones de hierro», dijo Sun A Kim, científico investigador de Dartmouth y primer autor del artículo. «Ante el hallazgo de que la proteína siempre está presente, investigamos si la proteína URI se modifica en respuesta a la disponibilidad de hierro para alterar su actividad».
Los investigadores descubrieron que, en condiciones pobres en hierro, la proteína URI se combina con una molécula de fosfato y activa una secuencia de eventos genéticos para activar el sistema de absorción de hierro. Este proceso de fosforilación es un mecanismo común utilizado por las células para regular la función de las proteínas y transmitir señales.
URI también controla una proteína que detiene el transporte de hierro a través de la raíz de la planta en condiciones de suficiente hierro.
«No solo encontramos URI, también encontramos las regiones de ADN donde la proteína URI se une para permitir que se exprese la vía de absorción de hierro. URI es un factor de transcripción y se está modificando para saber cuándo unirse y activar otros genes , «dijo Kim.
Las plantas dependen del hierro para la fotosíntesis y el crecimiento. Pero el hierro es altamente reactivo y tóxico, por lo que la absorción y el almacenamiento del elemento están estrictamente controlados. El resultado es que las plantas tienden a regular demasiado el hierro.
El equipo de investigación ahora se está enfocando en desarrollar una planta con un regulador que permanezca en la posición «encendida» por más tiempo. El objetivo del equipo es hacer que las plantas absorban suficiente hierro para beneficiar a los consumidores humanos de plantas.
«Los alimentos en muchas de las dietas básicas en todo el mundo no son una buena fuente de hierro como la carne roja. Este descubrimiento de investigación podría proporcionar hierro a las personas que aún no lo están obteniendo», dijo Guerinot.
Investigaciones anteriores del equipo para identificar mecanismos que controlan el transporte y el almacenamiento de hierro en las plantas han dado como resultado cultivos que acumulan más hierro. La investigación actual se realizó en la planta modelo Arabidopsis thaliana y agrega una pieza crucial al enigma de cómo las plantas regulan la absorción de hierro.
Leer más
- Identificar una barrera de células vegetales para la cría de cultivos más nutritivos¿Qué pasaría si pudiéramos cultivar plantas que son más grandes y también tienen un mayor contenido nutricional? Los científicos de la Universidad Estatal de Michigan han identificado una proteína que podría ser un obstáculo importante para el cultivo de tales…
- Nuevo estudio compila cuatro años de datos de pérdida de maíz de 26 estados y Ontario, CanadáLos fitopatólogos que trabajan en universidades de 26 estados productores de maíz en los Estados Unidos y en Ontario, Canadá, recopilaron datos sobre las reducciones anuales de maíz causadas por enfermedades. La pérdida estimada de cada enfermedad varió mucho según la…
- Ovejas resistentes a la intemperie? Cómo mejorar la resiliencia animal al cambio climáticoLos impactos adversos del cambio climático se sienten cada vez más en todo el mundo, y la variabilidad climática plantea una grave amenaza tanto para la producción agrícola como ganadera. por CORDIS Reconociendo la necesidad urgente de abordar estos desafíos,…
- Las pilas de genes innovadores mejoran la resistencia a la roya del trigoLos investigadores del Centro John Innes han contribuido al desarrollo de técnicas pioneras de apilamiento de genes para combatir la creciente amenaza de la roya del trigo. Investigadores de CSIRO, la agencia científica nacional de Australia, encabezaron el esfuerzo internacional para desarrollar…
- Fertilización Fosfatada Biológica (FFB)(Promoción y mejoramiento de procesos naturales donde intervienen seres vivos, que resultan en suministro de fósforo para las plantas) Pedro Raúl Solórzano Peraza En anteriores artículos hemos hablado de la Fertilización Biológica y de la Fertilización Nitrogenada Biológica, en esta…
- Suelo en riesgo: erosión en la agricultura: AlemaniaLa tierra cultivable fértil es erosionada por el viento y el agua y se pierde irremediablemente. ¿Por qué es eso y qué puedes hacer al respecto? La erosión constante de la tierra por el viento y el agua se llama erosión…
