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Los científicos descifran el código para regenerar tejidos vegetales


La regeneración de plantas puede ocurrir a través de la formación de una masa de células pluripotentes. El proceso de adquisición de pluripotencia implica el silenciamiento de los genes para eliminar la memoria del tejido original y el cebado para la activación por entrada externa. 


Universidad de Ciencias de Tokio


Dirigido por el profesor Sachihiro Matsunaga de la Universidad de Ciencias de Tokio, un equipo de científicos ha demostrado que la capacidad regenerativa de las plantas requiere una cierta desmetilasa que puede estimular la expresión génica en respuesta a señales regenerativas.

En los organismos multicelulares , no todos los genes se expresan en todas las células, lo que significa que no todas las células producen las mismas enzimas o proteínas y, por lo tanto, no todas las células tienen el mismo metabolismo. Esta diferenciación es un proceso clave en todos los organismos multicelulares, incluidas las plantas y los hongos. Pero a medida que las células se especializan, se vuelven unipotentes, lo que significa que pierden la capacidad de formar múltiples tipos de células. Durante mucho tiempo, los científicos han intentado reprogramar las células de mamíferos para la pluripotencia por medios drásticos, como la transferencia nuclear y la inducción de factores de transcripción. Sin embargo, las plantas pueden adquirir los mismos poderes regenerativos a través de la entrada de señal externa, como las hormonas y el estrés. Una parte del fenómeno está regulada por la epigenética, porque estas modificaciones son epi o «sobre» los genes.

El profesor Matsunaga y su equipo utilizaron Arabidopsis thaliana, una planta de floración pequeña que se usa comúnmente en la biología de las plantas , para estudiar las modificaciones de las histonas en todo el genoma. Las histonas son proteínas que empaquetan el ADN eucariótico y evitan que se transcriba o decodifique. Sin embargo, tras la modificación, el agarre de estas proteínas alrededor de la molécula de ADN se afloja, lo que facilita la transcripción del ADN. El grupo de científicos descubrió que es la desmetilación (la eliminación de un grupo metilo del aminoácido) de la histona H3 por la enzima LDL3 lo que otorga a la planta una capacidad regenerativa. Este mecanismo epigenético permite que las células pluripotentes de la planta vuelvan a su estado unipotente y, por lo tanto, asuman la identidad de los meristemas de brotes para tejidos diferenciados, incluidas hojas y tallos.

Debido a que no se necesitan semillas para cultivar estas plantas, esto podría potencialmente ayudar a los científicos a cultivar plantas más rápido sin floración. «Al fortalecer la capacidad de las plantas para reproducirse, incluso sin semillas», indicó el profesor Matsunaga, «es posible aumentar el número de plantas clonales con solo hojas, tallos y partes de raíces. Puede abordar los problemas ambientales promoviendo el enverdecimiento y la vegetación. resolver el problema global de escasez de alimentos mediante el aumento de la producción de granos y verduras «.


Más información: Hiroya Ishihara et al, Desmetilación de histonas cebadas regula la competencia regenerativa del brote, Nature Communications (2019). DOI: 10.1038 / s41467-019-09386-5Información de la revista: Nature CommunicationsProporcionado por la Universidad de Ciencias de Tokio


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