Descubren una proteína que permite a las plantas adaptarse al entorno

Si bien la pandemia ha dirigido todos los esfuerzos de la ciencia para derrotar al SARS-CoV2, otras líneas de investigación han seguido su curso y lograron encontrar respuestas a interrogantes como por ejemplo: ¿cómo hacen las plantas para lograr adaptarse a los constantes cambios climáticos de su hábitat?. El calor extremo, las bajas temperaturas, suelos pobres de nutrientes o las inundaciones, son ejemplos de algunas causas que pueden atentar contra su vida.

Un equipo de investigadores del Instituto Agrobiotecnología del Litoral (IAL) y docentes de la Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas (FBCB) de la Universidad Nacional del Litoral (UNL) descubrió una proteína desconocida, posteriormente bautizada CARP9, que participa en el proceso regulatorio que le permite a las plantas modificar su fisonomía para adaptarse a su entorno. Para lograr estos cambios, las plantas necesitan modificar rápidamente la expresión de ciertos genes, es decir la cantidad y el tipo de proteínas que se producen en respuesta al nuevo entorno. A través de un proceso denominado “silenciamiento génico” las plantas logran apagar genes de una forma extremadamente rápida y así adaptarse al entorno, ya sea variando su forma, tamaño, número de órganos y tasa de crecimiento, entre otras.

El trabajo, realizado en el Laboratorio de Biología del ARN, estuvo a cargo de un equipo de investigadores y becarios liderado por Pablo Manavella, investigador de Conicet y profesor de la FBCB. “En el IAL estudiamos distintos aspectos de la biología de plantas, en mi laboratorio centramos nuestros estudios en las moléculas de ARN (ácido ribonucleico). En particular estudiamos los mecanismos de silenciamiento génico, donde cientos de genes son “apagados” en respuesta a una señal ambiental. Las plantas tienen la particularidad de que no se pueden mover cuando sufren cualquier tipo de estrés climático, para adaptarse prenden y apagan genes todo el tiempo. El ser humano si hace frío se abriga o busca un lugar que le de calor, las plantas no pueden”, comentó Manavella.

Las conclusiones de la investigación fueron aceptadas para su publicación en la prestigiosa Plant Physiology, una revista internacional dedicada a la fisiología, bioquímica, biología celular y molecular y genética de plantas, bajo el título “The intrinsically disordered protein CARP9 bridges HYL1 to AGO1 in the nucleus to promote miRNA activity”.

Sobre el trabajo

En el Laboratorio de Biología del ARN se estudian pequeñas moléculas llamadas micro ARNs (miARNs) cuya función es marcar el producto de determinados genes para que sean destruidos, anulando así la expresión de los genes que produjeron esos ARNm. En las plantas estas moléculas se encargan de reconocer y “silenciar” genes que se expresan en el lugar o momento no deseado permitiendo que la planta se adapte rápidamente a los cambios del entorno.

“En este proyecto buscábamos proteínas desconocidas que participaran en el proceso de silenciamiento génico. Para esto realizamos un screening genético y así descubrimos la proteína CARP9 que funciona como un puente anclando diferentes proteínas de la vía de silenciamiento permitiendo su correcta función. Si esta proteína no está ese complejo no se forma, las proteínas no se pueden juntar entre ellas y la planta se muere”, explica Manavella.

Aunque el descubrimiento de CARP9 es de índole básico y aún es muy prematuro pensar en posibles aplicaciones cabe destacar que la comprensión profunda de los mecanismos moleculares de silenciamiento génico son esenciales a la hora de pensar en aplicaciones tecnológicas. Actualmente tecnologías basadas en silenciamiento génico son ampliamente utilizadas en distintas ramas de la agrobiotecnología, desde la eliminación de toxinas y alérgenos hasta la lucha contra plagas de insectos, virus y hongos. En este contexto poder manipular la vía, por ejemplo al controlar la actividad de CARP9, son hitos fundamentales para el mejoramiento de cualquiera de estas tecnologías.

CARP9: homenaje a River y a Enzo Francescoli

El nombre de esta proteína fue elegida por Pablo Manavella y tiene una motivación futbolística. “Al ser una proteína nunca antes descripta tuvimos la posibilidad de bautizarla y así surgió Constitutive Alterations in the Small RNAs Pathways 9 cuya sigla (CARP9), fue pensada como homenaje al Club Atlético River Plate y a Enzo Francescoli por su gloriosa trayectoria usando la camiseta número 9”, relata el director.

Por su parte, Francescoli no dudó en comunicarse con Manavella para agradecerle el gesto de haber nombrado el descubrimiento en su honor, y expresó que se siente “muy honrado y lleno de orgullo”. Luego lo invitó -poscuarentena- para encontrarse en Buenos Aires y charlar en persona. Asimismo el investigador, oriundo de Justiniano Posse (pueblo situado en el departamento Unión, al sudeste de la provincia de Córdoba), lo invitó a conocer el laboratorio y el ex jugador millonario aceptó entusiasmado.

El equipo

Quienes colaboraron en la realización del trabajo fueron los becarios Ariel H. Tomassi; Facundo Romani y Lucía Gonzalo e investigadores del CONICET, docentes de la FBCB-UNL y miembros del Instituto de Agrobiotecnología del Litoral, UNL-CONICET: Delfina A. Re; Damián A. Cambiagno; Javier E. Moreno y Agustín L. Arce.