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Los investigadores descubren cómo controlar el zinc en las plantas: podría ayudar a las personas desnutridas del mundo

cultivos
Crédito: CC0 Public Domain

Más de 2 mil millones de personas en todo el mundo están desnutridas debido a la deficiencia de zinc. 


por la Universidad de Copenhague


Dirigido por la Universidad de Copenhague, un equipo internacional de investigadores ha descubierto cómo las plantas perciben el zinc y utilizan este conocimiento para mejorar la absorción de zinc de las plantas, lo que lleva a un aumento en el contenido de zinc de las semillas en un 50 por ciento. El nuevo conocimiento podría algún día aplicarse al cultivo de cultivos más nutritivos.

La deficiencia de zinc y otros nutrientes dietéticos esenciales es una de las mayores causas de desnutrición en todo el mundo. Se estima que más de dos mil millones de personas sufren de deficiencia de zinc, un problema que puede provocar un deterioro del sistema inmunológico, trastornos mentales y retraso del crecimiento. Entre otras cosas, la desnutrición puede ser causada por tierras agrícolas infértiles, lo que afecta el contenido nutricional de cultivos básicos como el arroz, el trigo y el maíz.

Pero imagine que fuera posible activar un interruptor en los cultivos, en la etapa de semilla, que los impulsó a acelerar su ingesta de zinc, hierro u otros nutrientes, y hacer que absorbieran más nutrientes de los que absorberían de otra manera. Investigadores del Departamento de Ciencias Vegetales y Ambientales de la Universidad de Copenhague han hecho precisamente eso utilizando la planta de berro thale (Arabidopsis thaliana).

«Por primera vez, hemos demostrado que, al usar un ‘interruptor’ molecular en la planta, podemos hacer que la planta absorba más zinc del que absorbería de otra manera, sin un aparente impacto negativo en la planta», afirma el líder del estudio. autora, profesora asociada Ana Assunção del Departamento de Ciencias Vegetales y Ambientales de la Universidad de Copenhague.

Las plantas absorbieron un 50 por ciento más de zinc

El zinc beneficia a los humanos al ayudar a mantener una amplia gama de procesos químicos y proteínas que se ejecutan dentro de nuestros cuerpos. Si estos procesos dejan de funcionar correctamente, nos volvemos propensos a la enfermedad. En el caso de las plantas , la ausencia de zinc afecta principalmente al crecimiento, que se ve afectado negativamente por la ausencia de zinc.

Los investigadores han intentado durante mucho tiempo comprender cómo las plantas aumentan y disminuyen su absorción de zinc. Ana Assunção y sus colegas se han convertido en los primeros en identificar dos proteínas específicas del berro que actúan como sensores de zinc y determinan la capacidad de la planta para absorber y transportar zinc a través del tejido vegetal.

Al cambiar las propiedades de estos sensores, o «conmutadores» moleculares, que controlan una red estrechamente conectada de transportadores de zinc, los investigadores lograron que absorbieran más zinc.

«En pocas palabras, al hacer un pequeño cambio en el sensor, hemos hecho creer a la planta que estaba en un estado permanente de deficiencia de zinc . Esto mantuvo la maquinaria de absorción de zinc de la planta en funcionamiento y resultó en un aumento del contenido de zinc. en las semillas hasta en un 50 por ciento en comparación con una planta normal «, explica Grmay Lilay, primer autor del estudio, Postdoctorado en Assunção’s Lab.

A continuación: arroz y frijoles

Los investigadores han demostrado que es posible aumentar la absorción de zinc en su planta experimental, pero el siguiente paso es reproducir los resultados en cultivos reales. Y los investigadores ya están en camino de hacerlo.

«Actualmente estamos trabajando para recrear nuestros resultados en plantas de frijoles, arroz y también tomates. Si lo logramos, nos daremos cuenta de algunas oportunidades interesantes para desarrollar cultivos más nutritivos y biofortificados. La biofortificación es una solución sostenible para mejorar el contenido de micronutrientes en la dieta humana «, dice el profesor asociado Assuncao.

A largo plazo, los resultados de los investigadores podrían aplicarse mediante la edición de genes CRISPR o seleccionando variedades de cultivos naturales con una capacidad particularmente buena para absorber nutrientes como el zinc. «La disponibilidad de enormes recursos genómicos ayudará a nuestros esfuerzos para encontrar variedades de cultivos que probablemente muestren una mayor acumulación de zinc «, concluye Grmay Lilay.



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