Un grupo internacional de investigadores ha identificado los sensores que utilizan las plantas para detectar campos eléctricos. Un efecto secundario beneficioso: su trabajo podría contribuir a comprender cómo el virus del Ébola entra en las células humanas.
Las células de plantas, animales y humanos usan señales eléctricas para comunicarse entre sí. Las células nerviosas las usan para activar los músculos. Pero las hojas también envían señales eléctricas a otras partes de la planta, por ejemplo, cuando se lesionany están amenazados por insectos hambrientos.
"Nos hemos estado preguntando durante muchos años qué componentes moleculares utilizan las plantas para intercambiar información entre sí y cómo perciben los cambios en el voltaje eléctrico", dice el profesor Rainer Hedrich, director de la cátedra de fisiología y biofísica de plantas moleculares en laUniversidad de Würzburg.
Resultados publicados en Biología vegetal
Esta pregunta ha estado intrigando a Hedrich desde mediados de la década de 1980, cuando todavía era un postdoctorado en el laboratorio de Erwin Neher en el Instituto Max Planck en Gotinga. "En ese entonces, usamos la técnica de pinza de parche para hacer el primer descubrimiento deun canal de iones en las plantas que es activado por iones de calcio y un campo eléctrico ". En 2005, otros científicos encontraron el gen subyacente a este canal de iones nombre: TCP1. Y ahora ha sido el equipo de Hedrich nuevamente el que ha identificado esa parte deel canal que funciona como sensor de voltaje eléctrico y activa el canal.
Sus hallazgos detallados se publican en la revista Biología vegetal . Habiendo recibido atención del mundo científico, el artículo ha sido recomendado por la "Facultad de 1000" mientras tanto. La reconocida plataforma, que evalúa publicaciones científicas, es operada por líderes mundiales en biología y medicina.
función de canal descubierto por trabajo en equipo
El descubrimiento del sensor de voltaje se realizó mediante un trabajo en equipo internacional. Inicialmente, Hedrich obtuvo el apoyo del profesor Thomas Müller de su propio departamento. El biólogo estructural creó un modelo tridimensional de la proteína del canal TPC1. Esto permitió que áreas de la proteínalocalizados que son elegibles como sensores de voltaje. "Nuestro modelo mostró claramente que el canal TCP1 está formado por dos unidades de proteínas casi idénticas interconectadas, cada una capaz de formar un sensor de voltaje potencial", explica Müller.
Un análisis de la evolución del gen TCP1 arrojó aún más luz sobre el asunto. Los científicos de Würzburg Jörg Schulz, profesor de biología computacional, y Dirk Becker, líder de equipo del Instituto de Investigación de Plantas Julius von Sachs, descubrieron que el genprimero ocurre con la evolución de las células que tienen núcleo. Desde entonces, todos los seres vivos, incluidos los humanos, parecen haberlo tenido ". Durante el análisis, notamos que la segunda unidad de la proteína TPC1 apenas ha cambiado en millones de años. Es casi idéntico desde los protozoos simples hasta las plantas y los humanos ", agregó Becker.
Las mutaciones proporcionaron la pista decisiva
Entonces tuvieron que buscar el sensor de voltaje en la segunda unidad de proteína. El grupo de trabajo de la electrofisióloga de Würzburg Irene Marten dio la pista experimental decisiva: las plantas que portan una mutación en una subunidad especial del canal han perdido su capacidad de respuestaal campo eléctrico.
"Junto con los ex biofísicos de Würzburg Gerald Schönknecht, actualmente investigador en la Universidad Estatal de Oklahoma en los Estados Unidos, e Ingo Dreyer, actualmente en la Universidad Talca en Chile, desarrollamos un modelo matemático. Este modelo puede explicar cómo el interruptor eléctrico en elLa proteína del canal TPC1 funciona a nivel molecular ", explica Hedrich.
¿Qué tiene que ver el canal de plantas con el ébola?
¿Qué efectos tienen las mutaciones en el canal TPC1? Según los hallazgos de los investigadores, hacen que la planta parezca herida y cambian la percepción y la defensa contra los patógenos. Ya en 2009, los investigadores de Würzburg demostraron que las plantas que tienen una forma hiperactiva deel canal está en un estado de alerta constante y es hipersensible a lesiones o ataques de insectos.
"Junto con un grupo de trabajo suizo, ahora estamos investigando qué intervenciones en el canal mórbido pueden ayudar a curar la planta nuevamente", dice Hedrich. "Tal vez esto nos dé una nueva perspectiva sobre la ruta de infección de los virus del Ébola".porque estos patógenos utilizan el canal TPC1 humano para acceder a las células.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Julius-Maximilians-Universität Würzburg, JMU . Original escrito por Robert Emmerich. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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