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Una proteína relacionada con priones detecta una temperatura más cálida en las plantas


Muchas plantas y árboles florecen en la primavera cuando hace más calor. Cómo perciben las plantas Científicos del Reino Unido, Francia, Corea y Alemania se centraron en una proteína llamada EARLY FLOWERING3 (ELF3).


por Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau


ELF3 es una parte clave del reloj circadiano y es necesario para que las plantas respondan correctamente a los cambios de temperatura. En la planta modelo Arabidopsis (thale berro), ELF3 responde a la temperatura directamente. En temperaturas suaves, apaga los genes durante la noche y, por lo tanto, ralentiza el crecimiento y la floración. Sin embargo, cuando hace más calor, ELF3 ya no desactiva sus genes objetivo. Esto libera eficazmente los frenos del crecimiento y la floración, lo que permite la expansión celular y la floración.

Escribiendo en la revista Nature , el equipo muestra que ELF3 tiene una secuencia relacionada con las proteínas priónicas. Los priones son proteínas que se presentan en dos estados, una forma soluble y una forma multimérica altamente condensada, y son más conocidos por estar conectados con enfermedades como la encefalopatía espongiforme bovina (EEB), conocida como » enfermedad de las vacas locas «. Si bien los priones se identificaron por primera vez como causantes de enfermedades en humanos, las proteínas con secuencias similares a priones son muy comunes y se encuentran en todos los reinos de la vida, desde hongos hasta plantas y animales. Esto plantea la cuestión de cuáles son sus funciones en las células sanas. En este caso, los investigadores han descubierto que el dominio relacionado con el prión en la proteína ELF3 actúa como un interruptor de temperatura reversible.

A temperaturas más bajas, ELF3 está en estado activo, reprimiendo la expresión génica. A medida que aumenta la temperatura, el dominio priónico ELF3 cambia directamente en respuesta a la temperatura, lo que hace que ELF3 sea inactivo. Esto permite que las plantas de Arabidopsis sientan una temperatura más cálida y activen la floración. Simplemente reemplazando una región de ELF3 que contiene la secuencia del prión con la misma región de ELF3 de otra especie de planta que no codifica un prión es suficiente para abolir la respuesta a temperaturas más cálidas. En este caso, las plantas están sanas y crecen normalmente, pero ya no florecen temprano bajo temperaturas más cálidas.

Si bien la investigación principal se realizó en la planta modelo Arabidopsis, es importante saber que las proteínas, como ELF3, con dominios priónicos se encuentran en todas las plantas, incluidos los cultivos. Por tanto, estas proteínas pueden ser candidatas clave para los programas de fitomejoramiento. A medida que el clima se calienta, los rendimientos de los cultivos disminuirán en muchas partes del mundo porque el estrés por calor afecta la fertilidad de las flores, la calidad del grano y la aptitud de las plantas.

«Cómo las plantas perciben la temperatura es una cuestión clave, y es particularmente relevante en el contexto del cambio climático», dice el científico principal, el profesor Philip Wigge. «Nuestro hallazgo de que el dominio priónico ELF3 es clave para la respuesta a la temperatura sugiere que las proteínas del dominio priónico pueden desempeñar un papel general como sensores ambientales. Si bien a menudo están implicadas en enfermedades, los priones también deben tener un papel útil en la célula. Su capacidad para el cambio entre los estados activo e inactivo los hace ideales como sensores ambientales y de temperatura «.


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