Agricultura Botánica y Genética Europa

El mecanismo recién descubierto de la hormona vegetal auxina actúa de manera contraria


El aumento de los niveles de la hormona auxina generalmente promueve el crecimiento celular en los tejidos de las plantas. Científicos chinos, junto con investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (IST Austria), ahora han demostrado que en áreas especiales de las plántulas, el aumento de los niveles de auxina desencadena una vía de expresión génica diferente que conduce a la inhibición del crecimiento. 


Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria


El descubrimiento, publicado en la revista Nature , ayuda a explicar la formación de la curva típica o el llamado gancho apical que ayuda a la plántula a atravesar el suelo después de la germinación.

Las concentraciones variadas de auxinas median resultados de desarrollo distintos en diferentes tejidos de plantas . Por ejemplo, la auxina que se acumula en los tejidos del tallo desencadena una vía de expresión génicaque en última instancia conduce a un aumento de la elongación celular, lo que resulta en el crecimiento del tallo. Sin embargo, un escenario de crecimiento, que no se puede explicar de manera análoga, es el desarrollo del gancho apical que forma la planta temprana para proteger su ápice de crecimiento delicado al atravesar el suelo. En las células de la curva interna del gancho, es decir, el lado cóncavo, se acumula la auxina; sin embargo, para crecer en la forma de un gancho, el brote de la plántula debe crecer menos en el cóncavo interior que en el lado convexo exterior. Los científicos se enfrentaron a una situación paradójica y se preguntaron: ¿Puede la auxina hacer algo opuesto a lo que se sabe que hace en otras partes de las plantas?

Una hormona: dos expresiones genéticas diferentes

Para resolver el rompecabezas, el grupo de investigación en torno a Tongda Xu de la Academia de Ciencias de China colaboró ​​con el biólogo de células vegetales IST Austria Jiri Friml y su compañero postdoctoral Zuzana Gelová. Al probar varios mutantes de la planta modelo Arabidopsis thaliana, los científicos revelaron una vía de expresión génica previamente desconocida desencadenada por la acumulación de auxina y que conduce a la inhibición del crecimiento en el lado cóncavo del anzuelo. Mientras que la vía conocida anteriormente está ubicada en el núcleo e involucra la respuesta del inhibidor del transporte de proteínas del receptor 1 (TIR1), esta vía recién descubierta comienza en la superficie celular e involucra un componente de percepción diferente, la quinasa transmembrana (TMK1), cuya función No había sido claro.

Una paradoja y TMK1 explicados.

En el mecanismo recientemente descubierto, la auxina activa TMK1 en la superficie celular y desencadena la escisión de la parte intracelular de esta proteína. Dentro de la célula, la parte escindida de TMK1 interactúa con represores transcripcionales específicos. Mientras que la auxina degrada proteínas represoras similares en la vía TIR1 basada en el núcleo para desencadenar la expresión génica que conduce al crecimiento celular , estabiliza los represores conectados a la vía TMK1, lo que resulta en la inhibición del crecimiento en lugar de la estimulación.

Así, TIR1 y TMK1 interactúan con diferentes subconjuntos de proteínas transcripcionales y, por lo tanto, facilitan la señalización de la auxina mediante dos mecanismos diferentes, lo que permite que el brote crezca en un lado, pero no en el otro. Co-autor Jiri Friml: «Hemos querido entender durante mucho tiempo cómo funciona TMK1, así como si la acumulación de auxinas puede funcionar de dos maneras diferentes. Gracias a nuestra persistencia y las principales contribuciones de nuestros colegas chinos, ahora sabemos ambos.» A partir de aquí, a los científicos también valdría la pena entender el repertorio completo del proceso de desarrollo más allá del anzuelo apical controlado por esta nueva vía de señalización de auxinas .


Más información: La señalización de auxina mediada por TMK1 regula el crecimiento diferencial del gancho apical, Nature (2019). DOI: 10.1038 / s41586-019-1069-7 , https://www.nature.com/articles/s41586-019-1069-7Información del diario: Naturaleza.


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