Agricultura Botánica y Genética Resto del Mundo

Sésamo abierto: los micro ARN regulan los poros de las plantas


Las señales ambientales provocan que pequeños segmentos de ARN regulen el desarrollo y la distribución de pequeños poros involucrados en la fotosíntesis en las plantas. 


por DGIST (Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk)


El hallazgo de los investigadores de DGIST en Corea fue publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) y podría aumentar los esfuerzos para mejorar la productividad de los cultivos agrícolas.

Los poros de las plantas, llamados estomas, son pequeñas aberturas que se encuentran principalmente en las superficies de las hojas. Están rodeados por dos ‘ celdas de guardia ‘ y están involucrados en el intercambio de gases y la pérdida de agua entre las plantas y la atmósfera.

Los científicos ya tienen una buena idea acerca de muchas señales moleculares involucradas en la activación y desactivación de genes responsables de que las células madre se conviertan en células protectoras. Pero, además de los procesos hereditarios normales, las señales ambientales también pueden afectar la forma en que se desarrollan y distribuyen los estomas. Por ejemplo, las infecciones por patógenos, los altos niveles de dióxido de carbono y las altas temperaturas conducen a una menor densidad de poros.

La bióloga de células moleculares June Kwak del Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk (DGIST) y sus colegas investigaron si los segmentos de ARN llamados micro ARN (miARN) estaban involucrados en la formación y distribución estomática desencadenada por las condiciones circundantes. Los miARN son reguladores genéticos que otorgan a los organismos multicelulares un grado de flexibilidad para responder y adaptarse a los cambios ambientales.

Kwak y su equipo desarrollaron un enfoque que les permitió «ver» qué miRNA se activaron durante la transición de la célula madre a la célula de guardia. Descubrieron que un poco más de la mitad de todos los miRNA conocidos en una planta llamada Arabidopsis se activaron durante las diversas etapas del desarrollo de las células de guardia. Inhibir o aumentar la expresión de los miRNAs alteró la formación y distribución de células de guarda, lo que indica que los miRNAs juegan un papel crucial en el desarrollo de los poros.

Sésamo abierto: los micro ARN regulan los poros de las plantas
Imágenes microscópicas fluorescentes de fenotipos de desarrollo estomático en plantas transformadas con miARN hiperexpresados. Crédito: DGIST

Es importante destacar que destacaron un miRNA, llamado miR399, por su participación en el control del patrón de los poros del estoma. miR399 ya es conocido por su participación en la regulación de las proteínas transportadoras de fosfato dentro de las células vegetales , lo que sugiere un vínculo entre el desarrollo estomático y la homeostasis de fosfato en las plantas.

«Este estudio revela que los miARN constituyen un componente crucial del desarrollo y control del estoma», dice Kwak. «La investigación adicional ayudará a identificar procesos celulares previamente desconocidos que controlan el desarrollo del estoma. Esperamos que nuestros hallazgos ayuden a proporcionar una estrategia para mejorar la productividad del cultivo mediante el ajuste de la densidad de los poros del estoma, controlando así efectivamente la fotosíntesis en respuesta a los cambios ambientales».


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