Agricultura Botánica y Genética Estados Unidos

Un nuevo regulador del tráfico de vesículas en plantas


Una proteína que transporta la colina química simple desempeña un papel importante en el tráfico de vesículas, la homeostasis iónica y el crecimiento y desarrollo en plantas, según dos nuevos estudios publicados en la revista de acceso abierto PLOS Biology , por Dai-Yin Chao del Institutos de Ciencias Biológicas de Shanghai, China, y Sheng Luan de la Universidad de California, Berkeley, y colaboradores.


Biblioteca Pública de Ciencias.

La proteína, llamada colina transportadora 1 (CTL1), había sido identificada previamente como esencial para la formación de placas de tamiz, perforaciones de la pared celular que regulan el paso de materiales en el floema de plantas. Pero el mecanismo de su función, y si desempeñó otros roles en las plantas., era desconocido. 

Chao y sus colegas encontraron CTL1 mientras examinaban los genes que controlan la homeostasis iónica en la planta modelo, Arabidopsis thaliana. Encontraron que la pérdida de CTL1 en la raíz provocaba alteraciones iónicas en las hojas y deformaciones en los plasmodesmos, un tipo de canal intercelular, en la raíz. 

La mutación de CTL1 también alteró la distribución de los transportadores de iones, lo que, combinado con el trabajo previo de localización de CTL1 a la red trans-Golgi, llevó a los autores a investigar si CTL1 desempeñaba un papel directo en el tráfico de vesículas. 

Efectivamente, demostraron que la pérdida de CTL1 interrumpió la localización de múltiples proteínas, incluido un transportador de auxinas. La auxina es la principal hormona del crecimiento en las plantas.

Luan y sus colegas comenzaron por mapear la distribución de CTL1 en Arabidopsis, y encontraron que era ubicua, pero que era más alta donde la auxina era más alta: en las puntas de crecimiento, en el tejido vascular y en el «gancho apical» con el que conducen las plantas Empuje hacia arriba a través del suelo. 

Intracelularmente, también encontraron que CTL1 se localizaba en la red trans-Golgi, y parecía controlar el tráfico hacia y desde la membrana plasmática; los autores observaron que sin CTL1, los transportadores de auxina estaban mal dirigidos y la planta mostraba los signos clásicos de pérdida de auxina, incluida la falta de elongación celular.

Chao también mostró que el exceso de colina inhibía la endocitosis, imitando los efectos de la pérdida de CTL1 y sugiriendo que una función crítica de CTL1 es secuestrar la colina en endosomas. 

Sugieren que mantener bajos los niveles de colina en los endosomas externos promueve la actividad de una enzima, la fosfolipasa D, que escinde múltiples lípidos y, al hacerlo, tiene un efecto directo en la composición de los lípidos de las vesículas y, por lo tanto, en el destino. 

En este modelo, la pérdida de CTL1 aumenta la colina, lo que inhibe la enzima, altera los lípidos de la vesícula y, en última instancia, desvía la atención de las vesículas, lo que explicaría los múltiples efectos de la mutación de CTL1, incluidos los desequilibrios iónicos, los defectos de plasmodesma y la desubicación de la auxina .

Chao también se encuentra en células animales, señaló Chao, y por lo tanto, el estudio concluyó que «caracterizar a CTL1 como un nuevo regulador de la clasificación de proteínas puede permitir a los investigadores comprender no solo la homeostasis iónica en las plantas, sino el tráfico de vesículas en general


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