En un mundo con una población en constante crecimiento y una crisis climática, la escasez de alimentos es una amenaza inminente. Para aliviar esta amenaza, los científicos de cultivos, botánicos, ingenieros genéticos y otros, han estado explorando formas de aumentar la productividad y la resistencia de los cultivos.La forma de controlar el crecimiento y la fisiología de las plantas es regular los niveles de "fitohormonas" u hormonas vegetales.
Sin embargo, queda mucho por saber sobre los mecanismos que subyacen a esta regulación hormonal en las plantas, lo que limita el avance en esta dirección. Ahora, en un estudio dirigido por la Universidad de Nagoya en Japón, un equipo de científicos descubrió que el uso de plantas de arroz como estudiomodelo, que un proceso llamado "regulación alostérica" está involucrado en el mantenimiento del equilibrio fitohormonal en las plantas. Sus hallazgos, publicados en Comunicaciones de la naturaleza , podría ser la clave para avanzar significativamente en la investigación sobre el crecimiento y desarrollo de las plantas, proporcionando una posible solución para la seguridad alimentaria.
Las plantas sobreviven adaptando su desarrollo y fisiología a sus entornos circundantes controlando los niveles de enzimas que impulsan la síntesis de dos fitohormonas, giberelina y auxina. Las enzimas son proteínas que se unen a uno o más químicos reactivos y aceleran un proceso de reacción.el sitio de unión se llama sitio de activación. En 1961, se descubrió que en las bacterias, la actividad enzimática se potencia o inhibe a través de la regulación alostérica, que esencialmente es la unión de una molécula llamada "efector" en un sitio distinto del sitio activo dela enzima. En la regulación alostérica, la estructura de la enzima cambia para apoyar u obstaculizar la reacción que permite la enzima.
El profesor Miyako Ueguchi-Tanaka de la Universidad de Nagoya, científico principal del equipo que ahora ha observado la regulación alostérica en las plantas por primera vez, explica los hallazgos de su investigación: `` Utilizamos una técnica llamada cristalografía de rayos X y descubrimos que, comoLas moléculas de las enzimas giberelina 2-oxidasa 3 [GA2ox3] y auxina dioxigenasa [DAO] se unen a giberelina y auxina respectivamente, interactúan entre ellas y forman estructuras 'multiméricas', que comprenden cuatro y dos unidades respectivamente.aumentan las cantidades de giberelina y auxina, también lo hace la tasa de multimerización de las enzimas. Y la multimerización mejora la actividad de las enzimas, permitiendo una mayor degradación de giberelina y auxina. Los cambios estructurales sincrónicos y la mejora de la actividad son típicos de los eventos de regulación alostérica ".
Los científicos llevaron a cabo un análisis "filogenético" de GA2ox3 y DAO, que reveló que las plantas desarrollaron de forma independiente este mecanismo de regulación hormonal en tres puntos de tiempo separados en el transcurso del proceso evolutivo.
Entusiasta por las perspectivas futuras de estos hallazgos, el profesor Ueguchi dice: "El sistema de control de actividad revelado aquí puede usarse para regular artificialmente la actividad de las hormonas inactivadoras del crecimiento en las plantas. Como resultado, la productividad del cultivo de arroz puede mejorarse y elevarse-las plantas de biomasa se pueden producir en caso de escasez de alimentos o una crisis ambiental ".
Por supuesto, este estudio es solo un trampolín por ahora, y queda mucho por hacer para ver cómo los hallazgos de este estudio pueden aplicarse prácticamente en tierras agrícolas. Sin embargo, estos hallazgos ciertamente son alentadores y señalan el futurode una nueva era de desarrollo sostenible impulsada por los avances biotecnológicos.
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Materiales proporcionado por Universidad de Nagoya . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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