Agricultura Botánica y Genética Estados Unidos

Se descubre una estrategia de comunicación única en la vía de las células madre que controla el crecimiento de las plantas

Se descubre una estrategia de comunicación única en la vía de las células madre que controla el crecimiento de las plantas
Las vías que controlan las células madre de las plantas pueden modificarse para que las plantas generen frutos más grandes o más semillas. La punta de esta mazorca de maíz crece de forma anormal, pero proporcionó a los científicos información sobre cómo modificar la expresión de un gen clave para aumentar el rendimiento. Crédito: Jackson Lab, CSHL

Un equipo de genetistas de plantas del Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL) ha identificado un receptor de proteína en las células madre involucradas en el desarrollo de la planta que puede emitir diferentes instrucciones sobre cómo crecer dependiendo de qué péptido (fragmento de proteína) lo activa.


por Cold Spring Harbor Laboratory


Este es el primer receptor multifuncional de este tipo que funciona de esta manera para controlar el desarrollo de las plantas . Los nuevos hallazgos obtenidos por el profesor de CSHL David Jackson y sus colegas pueden tener implicaciones importantes para los esfuerzos por aumentar los rendimientos de cultivos alimentarios esenciales como el maíz y el arroz.

El crecimiento y el desarrollo de las plantas dependen de estructuras llamadas meristemos, reservorios en las plantas que contienen células madre . Cuando son estimuladas por señales de péptidos, las células madre en el meristemo se convierten en cualquiera de los órganos de la planta: raíces, hojas o flores, por ejemplo. Estas señales generalmente funcionan como una llave (el péptido) que encaja en una cerradura en la superficie de una célula (el receptor de proteína ). La cerradura se abre momentáneamente, provocando la liberación de un mensajero químico dentro de la celda. El mensajero lleva instrucciones para que la célula haga algo, como convertirse en una célula de raíz o flor o incluso dejar de crecer por completo. De manera convencional, uno o más péptidos encajan en un receptor para liberar un solo tipo de mensajero químico.

Jackson y sus colegas, sin embargo, descubrieron recientemente que un receptor de proteína que identificaron por primera vez en 2001, llamado FEA2, puede desencadenar la liberación de uno de dos mensajeros químicos distintos, CT2 o ZmCRN, dependiendo de cuál de los dos péptidos , ZmCLE7 o ZmFCP1, cambie encendido. Los receptores que liberan más de un mensajero son raros. Jackson dice que este es el primero descubierto que juega un papel en la producción de cultivos.

Se descubre una estrategia de comunicación única en la vía de las células madre que controla el crecimiento de las plantas
Mazorca de maíz inmadura con una mutación en un factor de células madre recientemente identificado que afecta el crecimiento de las plantas. Note la forma irregular de la punta de la oreja, el reservorio de células madre llamado meristemo. Ajustar el funcionamiento de un receptor llamado FEA2 en la vía de la vía de señalización CLAVATA afectará el rendimiento de la planta. Crédito: Jackson Lab, CSHL

FEA2 es un receptor importante en la vía de señalización CLAVATA, que se sabe que activa las células madre. Jackson, así como su colega de CSHL, el profesor Zachary Lippmann, han modificado previamente esta vía para manipular el meristemo y aumentar el rendimiento de especies de cultivos importantes como el tomate, el maíz y la mostaza.

Jackson y su equipo creen que FEA2 está unido a dos correceptores diferentes , cada uno de los cuales actúa como el «bloqueo» de una de las dos «claves» peptídicas. La investigación futura explorará cómo las dos señales de péptidos diferentes son traducidas por FEA2 en distintos mensajes químicos.

«Creemos que la forma en que funciona esta vía de señalización de células madre es fundamental para todas las plantas «, dice Jackson. «Hemos demostrado que, en teoría, las vías que controlan las células madre pueden modificarse para producir frutos más grandes o más semillas. Con este estudio hemos aprendido algo nuevo sobre cómo funcionan estas vías, lo que les da a los científicos de plantas otra herramienta para mejorar el rendimiento de los cultivos . «


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