Cuando se acerca la primavera, ¿cómo deciden las plantas que es hora de florecer? Un equipo de científicos de plantas dirigido por KWAK June M. en el Centro de Investigación del Envejecimiento de las Plantas, dentro del Instituto de Ciencias Básicas IBS descubrió un nuevo mecanismoexplicar esta pregunta aparentemente fácil, pero realmente complicada. Su investigación fue publicada en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias PNAS el 11 de noviembre de 2016.
Mientras que algunos animales hibernan, buscan refugio o vuelan a climas más cálidos durante los meses más fríos del año, las plantas no pueden moverse libremente, por lo tanto, tratan de superar el estrés ambiental cronometrando sus procesos fisiológicos. Y para esto, la epigenética viene a la mano."Las plantas que florecen demasiado pronto corren el riesgo de reproducirse sin éxito. Por lo tanto, las plantas han desarrollado un mecanismo epigenético que regula su tiempo de floración", explica KIM Yun Ju, primer autor y autor correspondiente de este estudio.
Para estudiar la floración, los científicos del SII utilizaron Arabidopsis thaliana, una pequeña planta relacionada con la mostaza. Arabidopsis tiene pequeñas flores blancas procedentes de células madre florales. Las células madre se mantienen en una etapa inicial de desarrollo, luego se diferencian en cuatro sépalos,cuatro pétalos, seis estambres y dos carpelos fusionados.
La regulación epigenética es uno de los principales mecanismos para controlar el tiempo de floración. Regula la expresión génica a través de modificaciones químicas del ADN y sus proteínas que interactúan, pero sin cambiar la secuencia de ADN. Si piensa en el ADN contenido en cada célula como un gran libroque contiene toda la información, estas modificaciones químicas pueden considerarse marcadores que le indican a la célula qué páginas debe leer y cuáles omitir con el tiempo. Se puede promover un tipo particular de modificación química llamada acetilación, que ocurre en las proteínas unidas al ADN histonas.o eliminada por proteínas específicas. Arabidopsis tiene al menos 18 proteínas que eliminan estas modificaciones químicas y se conocen como histona desacetilasas HDAC. ¿Cuáles son los objetivos de HDAC, cómo se coordinan entre sí y cómo interactúan con otras proteínas?Este estudio descubrió las proteínas que interactúan con una de estas modificaciones químicas que controlan el tiempo de floración.
Los investigadores del SII se concentraron en el noveno HDAC, conocido como HDA9. Se sabe que esta proteína regula varios procesos biológicos, como el tiempo de floración, la latencia de las semillas y las respuestas al estrés. El equipo descubrió que las plantas que carecen de esta proteína florecieron antes y tienen frutos más grandes,indicando que la regulación de la actividad de las células madre se vio comprometida. Lo mismo ocurre cuando POWERDRESS PWR una proteína ya estudiada por el mismo equipo de investigación para su regulación de las células madre florales, o faltan HDA9 y PWR.
Los científicos descubrieron que PWR y HDA9 forman un complejo de proteínas que elimina las modificaciones químicas de una proteína unida al ADN llamada histona 3. De la misma manera que eliminar un marcador del "libro de ADN" indica que no es necesario leerEn las páginas al lado del marcador, la eliminación de esta modificación química reduce la producción de AGL19, una proteína que causa la floración temprana. De esta forma, las plantas mantienen el tiempo de floración normal.
"PWR, HDA9 y AGL19 regulan el tiempo de floración. Una planta con PWR y HDA9 reducidos ha aumentado los niveles de AGL19 y las flores antes", explica Kim. "La situación opuesta, que es la sobreexpresión de PWR y HDA9, aún no se ha probado"
El próximo desafío para el equipo es estudiar otras modificaciones químicas o "marcadores" en las histonas de las plantas y aclarar cómo estas diferentes modificaciones químicas regulan juntas la floración.
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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