En investigación publicada en ciencia , un equipo internacional de investigadores dirigido por científicos del Centro RIKEN para la ciencia de los recursos sostenibles en Japón, la Universidad de Agricultura y Silvicultura de Fujian, China, y la Universidad de California, Los Ángeles, han descubierto los mecanismos mediante los cuales el criptocromo 2 -fotorreceptor clave que permite que las plantas respondan a la luz azul: se enciende y apaga, lo que permite que las plantas sigan respondiendo a la luz
Las plantas dependen de la luz para realizar la fotosíntesis, a través de la cual producen energía, pero la respuesta a la luz también es importante de otras maneras. Las plantas crecen durante la noche, utilizan la energía que almacenan durante el día, y las plantas de día largo comienzanflorecer cuando el día se alarga y la noche se acorta. Aunque se sabía desde hace mucho tiempo que la luz azul desempeñaba un papel clave en la activación de la respuesta de las plantas en el entorno de luz natural, mediante la acción de criptocromos fotorreceptores de luz azul y otros fotorreceptores, el mecanismo a través del cual se activaba y desactivaba la respuesta seguía siendo esquivo.
En los últimos años, se ha logrado un progreso significativo en la comprensión de la función de los criptocromos. Inicialmente se planteó la hipótesis de que los receptores se activaban e inactivaban mediante un proceso de "fotorreducción", un sistema como el que se utiliza en el proceso de fotosíntesis donde los electronesse transfieren, moviendo la energía a través de las moléculas.
Para determinar si este era el mecanismo real, el grupo comenzó examinando líneas transgénicas de Arabidopsis, una hierba modelo utilizada en genética vegetal, utilizando la biblioteca FOX desarrollada por Takanari Ichikawa y Minami Matsui del antiguo Centro de Ciencias Vegetales RIKEN.para encontrar líneas que expresan fenotipos similares a una cepa mutante que no responde adecuadamente a la luz azul. Identificaron líneas que sobreexpresan una proteína, llamada BIC1, que corresponde al fenotipo mutante. Determinaron que esta proteína bloquea la acción del criptocromo 2fotorreceptor.
Además, a través de una serie de experimentos, pudieron demostrar que no se trataba de un proceso de fotorreducción, y descubrieron el mecanismo exacto a través del cual esto ocurre. Resulta que el criptocromo 2 sufre un cambio conformacional: tomar un dímeroforma - cuando se expone a la luz azul, y que esta forma de homodímero es la forma activa. La forma de dímero, sin embargo, desapareció en presencia de la proteína BIC1. "Hemos demostrado", dice Matsui, uno de los líderes del estudio, "que existe un mecanismo de desensibilización, donde el fotorreceptor fotoactivado se regula en luz azul para evitar un exceso de respuesta. Esto es importante ya que permite que las plantas mantengan la homeostasis de su sensibilidad a la luz azul para adaptarse al entorno de luz fluctuante en la naturaleza.. "
Matsui continúa: "A través de este trabajo, esperamos aprender cómo podemos usar la acción de BIC1 para desarrollar plantas con mejores características de biomasa. Este trabajo también es importante porque los criptocromos animales también forman homodímeros, y esto puede ayudarnos a obtener pistas sobrecómo se mantiene el ritmo circadiano en los animales ".
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Materiales proporcionado por RIKEN . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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