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Reproducción de plantas: desentrañar el papel de una nueva membrana dentro del grano de polen

Reproducción de plantas: los investigadores desentrañan el papel de una nueva membrana dentro del grano de polen
Imagen de la proteína NOT-LIKE-DAD en la membrana que rodea los dos espermatozoides masculinos presentes en cada grano de polen (imagen tomada por microscopía confocal). Crédito: INRAE

Si bien el proceso de reproducción de las plantas con flores se conoce desde hace más de 120 años, aún quedan muchos misterios por desentrañar. 


por INRAE


Investigadores del INRAE, ENS de Lyon, CNRS y Limagrain caracterizaron una nueva membrana dentro del grano de polen que rodea a los dos espermatozoides. En una publicación en Journal of Cell Biology del 29 de julio de 2021, los científicos muestran que esta membrana es clave para garantizar que las células reproductoras masculinas permanezcan intactas durante su viaje hacia la flor femenina, para finalmente formar una semilla viable. Estas semillas proporcionan la principal fuente de alimento para la humanidad, así como el alimento básico para la alimentación del ganado. Este conocimiento básico puede resultar útil para el desarrollo de nuevas variedades de plantas.

El nacimiento de un individuo comienza con la fertilización: la fusión entre una célula femenina y una masculina. A diferencia de los animales, donde es necesario un solo evento de fertilización para crear un embrión, las plantas con flores requieren un evento de doble fertilización, donde dos células reproductoras masculinas se fusionan por separado y simultáneamente con dos células reproductoras femeninas. Esta doble fertilización es indispensable para formar una semilla viable. Estas semillas proporcionan la mayor parte de nuestra dieta a base de plantas, así como alimento para el ganado.

En las plantas con flores, los dos espermatozoides masculinos no son móviles y, por lo tanto, dependen del grano de polen para transportarlos a los tejidos maternos incrustados dentro de la flor. En este nuevo estudio, los científicos del INRAE ​​y sus contrapartes revelaron una nueva membrana dentro del grano de polen que rodea a los dos espermatozoides, lo cual es importante para garantizar la integridad de los espermatozoides durante su viaje hacia la flor femenina.

Una membrana clave que revela sus secretos, incluida la presencia de una proteína «NO COMO PAPÁ»

Gracias a la tecnología de microscopía y las herramientas de biología celular y molecular, se han sacado a la luz los sellos distintivos de esta membrana.

El primer sello distintivo de esta membrana es el enriquecimiento de un lípido específico cargado negativamente. El segundo sello es la presencia de una proteína NOT-LIKE-DAD que tiene un tramo de cargas positivas, junto con anclajes lipídicos que permiten que NOT-LIKE-DAD se adhiera exclusivamente a esta membrana atípica. Los investigadores también demostraron que esta membrana que rodea a los dos espermatozoides desempeña un papel clave para que la doble fertilización se desarrolle sin problemas, asegurando que las dos células reproductoras terminen en el lugar correcto en el momento adecuado.

¿El descubrimiento de un mecanismo universal en el reino vegetal?

Por un lado, estos descubrimientos enriquecen nuestro conocimiento de los organismos vivos. De hecho, también se ha descubierto que otras membranas específicas, como las que rodean a algunos hongos parásitos y simbióticos, tienen una firma lipídica similar a la que se encuentra en el grano de polen. Esto sugiere que este tipo de membrana puede ser un mecanismo universal para delinear estructuras particulares dentro de las células vegetales. Por otro lado, la localización específica de la proteína NOT-LIKE-DAD en esta membrana en particular es un primer paso para arrojar luz sobre el mecanismo por el cual la ausencia de esta proteína conduce a cromosomas paternos degradados dentro de las células reproductoras masculinas encerradas. Este fenómeno se utiliza habitualmente para desarrollar nuevas variedades de maíz y también puede impulsar el fitomejoramiento de muchas otras especies.



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