Descubren genes esenciales para el desarrollo de embriones vegetales

 

Especialistas del Instituto de Investigaciones Biológicas (IIB) identificaron en la planta Arabidopsis thaliana una ruta metabólica esencial para el desarrollo de los embriones que también está presente en animales.

La línea de investigación dirigida por la investigadora independiente Gabriela Pagnussat, encontró una ruta metabólica clave para el correcto desarrollo de las semillas en la planta Arabidopsis thaliana. El hallazgo fue publicado recientemente en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Los especialistas estudian las bases moleculares del desarrollo reproductivo en plantas. La ruta metabólica que descubrieron, vinculada a la formación de semillas, involucra cinco genes y las proteínas que éstos producen. Estas moléculas son esenciales para la producción de una hormona esteroidea, la homocastasterona, indispensable para un normal desarrollo del embrión. Luego de la fecundación se inicia el desarrollo embrionario dentro del saco correspondiente. Cuando esta ruta metabólica no funciona y no se fabrica la homocastasterona, los embriones dejan de desarrollarse y se producen abortos, lo cual genera en última instancia que no se produzcan semillas.

Esta línea de investigación nació durante la estancia postdoctoral que realizó Pagnussat en la Universidad de California, en Estados Unidos. En aquella ocasión identificó numerosos genes con funciones esenciales en reproducción. Ya en Argentina cuando comenzaron con la línea de investigación local creyeron estar frente a un único gen, y a partir de los resultados obtenidos se encontraron con toda una ruta metabólica conformada por tres proteínas.

“En realidad en un comienzo pensamos que el defecto en la embriogénesis encontrado en las líneas mutantes podía deberse a otro mecanismo, llamado estrés oxidativo, ya que estábamos alterando rutas en las que ocurre transporte de electrones en las mitocondrias. Pero estudiamos esa posibilidad y ni las células ni las mitocondrias mostraban signos de estrés o de un mal funcionamiento, por lo que comenzamos a ver la función de este sistema en otras especies y allí surgió la hipótesis de trabajo en la que planteamos que un sistema de tres proteínas – ADX; ADXR y P450- podría tener una función análoga a la que cumple en animales. Esto es la producción de hormonas esteroideas con función clave en la reproducción sexual”, detalla Pagnussat. Tras esa pista profundizaron y lograron dar una explicación al fenómeno que observaban.

Garbiela Pagnussat explica que este proyecto lleva más de ocho años de trabajo e involucró diversas técnicas, que van desde la genética, la biología celular y molecular, celular y la bioquímica, abarcó los proyectos doctorales de Andrés Bellido y Nicolas Setzes y además contó con el aporte de la investigadora asistente Ayelen Distefano. “Cada uno de ellos aportó una parte fundamental del trabajo”, explica Pagnussat. Además participaron en el proyecto el investigador principal Eduardo Zabaleta, el investigador independiente Diego Fiol, Ondrej Novak de la Universidad de Olomuc, en Republica Checa y Javier Ramirez del Departamento de Química Orgánica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA.

El trabajo conjunto es uno de los pilares del avance de este grupo de investigación. La investigadora concluye: “Es un trabajo muy poco rutinario porque los caminos se van modificando siempre en función de los resultados y por eso es que surgen nuevas ideas bastante seguido. Trabajar en genética del desarrollo y biología celular y molecular de plantas en el IIB es un enorme orgullo para todo el grupo. ”

Fuente: Conicet Mar del Plata

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