Los avances tecnológicos recientes han permitido a los científicos investigar la naturaleza molecular de la vida, analizar miles de genes a la vez y reconocer patrones de interacción genética. En un artículo reciente publicado en Actas de la Royal Society B , el científico de la complejidad Samuel Scarpino y los coautores exploran las redes de coexpresión de genes que han evolucionado para ayudar a las plantas a resistir la sequía y el frío.
Si bien los investigadores han estado descubriendo una red de coexpresión genética distintiva tras otra en los últimos años, "la mayoría de las personas se han detenido allí y han levantado las manos", dice Scarpino, ex becario Omidyar del Instituto Santa Fe y actual profesor en la Universidad deVermont.
Comprender las interacciones entre diferentes redes de genes, que se desarrollan para responder a diferentes factores de estrés, y comprender la variación natural en estas respuestas podría tener importantes aplicaciones agrícolas en entornos desafiantes.
Este estudio se centró en la planta pequeña con flores Arabidopsis thaliana , que es parte de la familia Brassicaceae - Cruciferae junto con el repollo y el brócoli. Los autores identificaron dos redes de expresión genética únicas: una adaptada al frío y otra a la sequía.
Estas dos respuestas difieren estratégicamente y en la edad evolutiva. Durante la sequía, los tejidos diferenciados de raíces, tallos y hojas realizan operaciones distintas. Pero cuando el ambiente se enfría, las células de cada tejido se las arreglan de manera similar, y por medios que podrían comobien han sido aplicados, en prototipo, por ancestros unicelulares hace eones.
Scarpino y los coautores David Des Marais Universidad de Harvard, Rafael Guerrero Universidad de Indiana y Jesse Lasky Universidad Estatal de Pensilvania encontraron que los genes que cooperaron específicamente durante el frío se asignaron a posiciones centrales ampliamente interconectadas dentro de los aproximadamente 10,000-redes de genes. Por el contrario, los genes que cooperaron específicamente en la sequía se asignaron a grupos periféricos dentro de la red general.
En otras palabras, las arquitecturas de las dos redes de genes parecen hacer eco de cómo las plantas se comportan bajo los dos estreses. Sus organizaciones distintas también podrían explicar por qué hay una variación genética más natural en la resistencia a la sequía que contra el frío Arabidopsis thaliana .
Los coautores planificaron y colaboraron por primera vez en la investigación durante los grupos de trabajo del Instituto Santa Fe en 2015 y 2016, que Scarpino organizó mientras era becario postdoctoral de Omidyar.
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Materiales proporcionado por Instituto Santa Fe . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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