Agricultura Botánica y Genética Resto del Mundo

Identificado mecanismo para mejorar la tolerancia al estrés en plantas


Científicos de la Universidad de Ciencias de Tokio (Japón), dirigidos por el profesor Sachihiro Matsunaga, han identificado un nuevo mecanismo de regulación epigenética que está involucrado en la reparación del daño del ADN en las plantas. 



En el centro del mecanismo hay una enzima histona desmetilasa llamada llysine-specific demethylase 1-like 1 (LDL1), que según el profesor Matsunaga tiene muchas aplicaciones en el mundo real.

Diversos estreses causan inestabilidades o errores en el genoma de un organismo, provocando daños o “roturas” en las secuencias. Estas rupturas se reparan de forma autónoma mediante un proceso llamado recombinación homóloga (HR). La HR es entonces esencial para mantener la estabilidad de un genoma. La estructura de la cromatina necesita ser modificada para que la HR ocurra sin problemas. 

Los científicos vieron que la proteína descubierta previamente por el profesor Matsunaga, llamada RAD54, estaba involucrada en la remodelación de la cromatina en Arabidopsis, ayudando a la estabilidad genómica y la respuesta al daño del ADN. Sin embargo, el reclutamiento de RAD54 en el sitio de HR y la disociación adecuada de RAD54 del sitio son importantes para que sea efectivo.

Los científicos identificaron y seleccionaron proteínas que interactúan con RAD54 y regulan su dinámica con la cromatina durante la reparación del daño del ADN basado en HR en Arabidopsis. Luego identificaron, por primera vez, que la histona desmetilasa LDL1 interactúa con RAD54 en los sitios de daño del ADN. Descubrieron que RAD54 interactúa específicamente con el cuarto aminoácido lisina metilado en una de las cuatro histonas centrales en la cromatina, H3 (H3K4me2).

Luego, los científicos descubrieron que LDL1 suprime esta interacción al desmetilar H3K4me2. Llegaron a la conclusión de que LDL1 elimina el exceso de RAD54 de los sitios de daño del ADN a través de la desmetilación de H3K4me2 y, por lo tanto, promueve la reparación de HR en Arabidopsis. Por lo tanto, LDL1 asegura la disociación adecuada de RAD54 del sitio de reparación de HR en el ADN.

El profesor Matsunaga explica la parte más importante de su investigación. “Las plantas pueden ser tratadas con LDL1 para controlar artificialmente la modificación epigenética para que se vuelvan más tolerantes al estrés como las infecciones, el estrés ambiental y el estrés mecánico. Esto será útil para crear variedades resistentes de cultivos con crecimiento y longevidad mejorados y mejores características, por lo tanto contribuyendo a la seguridad alimentaria mundial “.


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