Dos grupos de biólogos moleculares de plantas, en la Universidad de Massachusetts Amherst y la Universidad de Pekín, China, han estudiado durante mucho tiempo cómo los tubos de polen y los pistilos, las partes masculinas y femeninas de las flores, se comunican para lograr la fertilización en las plantas. Hoy informan en un ciencia documento de liberación temprana que han identificado un par de receptores esenciales para estas comunicaciones, así como moléculas que modulan la actividad de los receptores.
El trabajo, en la planta modelo Arabidopsis , avanza la comprensión básica de la reproducción de plantas, dicen Alice Cheung y Hen-Ming Wu en UMass Amherst, con Li-Jia Qu y Hongya Gu en China. Los investigadores nombraron a los dos nuevos receptores Buddha Paper Seal 1 y 2 BUPS1 / 2Su documento también identifica varios péptidos pequeños conocidos como Factores de Alcalinización Rápida RALF 4, 19 y 34 como sus ligandos, moléculas que modulan las funciones de los receptores.
Además, los autores describen cómo BUPS1 / 2 y un segundo par de receptores relacionados llamados ANXUR 1 y 2 ANX1 / 2, y RALF 4 y 19, todos expresados en el tubo de polen y necesarios para la fertilidad masculina, interactúan juntos parahacer su trabajo.
Cheung dice: "Nuestro artículo describe una elaboración importante de la red de interacción masculina y femenina en la reproducción de plantas. Las moléculas involucradas en el proceso tienen que trabajar juntas para orquestar y apoyar los eventos interactivos masculino-femenino. En este proceso, el tubo de polencrece dentro del pistilo, a menudo a distancias cientos o miles de veces más grandes que el diámetro del tubo, para entregar esperma al óvulo objetivo. El tubo de polen debe permanecer intacto durante todo este viaje, pero luego debe explotar exactamente en el momento y lugar correctoscuando llega al objetivo para liberar esperma para la fertilización. Estallar demasiado pronto o no estallar cuando debería ser devastador para la reproducción ".
Los dos equipos de investigación descubrieron que los receptores y RALF4 y 19 son necesarios para mantener la integridad del tubo de polen durante el proceso de crecimiento. También muestran que RALF34, expresado desde la hembra, facilita el proceso de ruptura, junto con algunos conocidos y otros aún nofactores identificados: demuestran cómo estas moléculas interactúan entre sí, ilustrando un "mecanismo de comunicación intrigante" entre hombres y mujeres para producir semillas, dice Cheung.
Ella agrega, "Al mostrar cómo los receptores y sus ligandos trabajan juntos para asegurar el éxito reproductivo, nuestro trabajo ilumina uno de los procesos más misteriosos en biología".
La comunidad de investigación de reproducción de plantas tiene una tradición de nombrar genes importantes de la mitología antigua, dice el biólogo. Por ejemplo, un gen en el que su grupo también trabaja, FERONIA, lleva el nombre de la diosa romana de la fertilidad. Los investigadores nombraron los nuevos factoresSello de papel de Buda 1 y 2 después de un cuento chino sobre un mono travieso sostenido debajo de una roca durante 400 años por un sello de papel encantado. Cuando un monje amable que pasaba rompió el sello, el mono estalló, que es lo que se les recordó a los científicoscuando vieron cómo explota el tubo de polen para liberar esperma y permitir la fertilización.
Este trabajo continúa los muchos años de investigación de reproducción de plantas del grupo Cheung-Wu, especialmente en FERONIA, un receptor relacionado con BUPS y ANXUR que juega un papel importante en el control de la fertilidad de las plantas en el desarrollo y en el manejo del estrés ambiental.
"En realidad es muy interesante", dice Cheung. "El tubo de polen transporta esperma a las células diana femeninas. FERONIA está esperando que llegue el tubo de polen. BUPSs, ANXUR, RALF 4 y 10 en el tubo de polen asegúrese de que el tubono explota demasiado temprano, pero espere hasta que llegue a la célula femenina objetivo. Allí el tubo explota abruptamente, una acción controlada por FERONIA y en parte mediada por un conjunto diferente de RALF, liberando esperma en el momento y lugar correctos ".
El equipo utilizó una combinación de genética inversa, enfoques bioquímicos y biofísicos para este trabajo, en colaboración no solo con el grupo chino, sino también con investigadores de Brasil, Alemania, Estados Unidos y México. Cheung dice que la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.La Red de Coordinación de Investigación en Biología Integral del Polen, de la cual ella es la investigadora principal, proporcionó el catalizador y el foro que estimuló estas interacciones internacionales.
Ella agrega: "Quiero enfatizar este trabajo como una colaboración. Nosotros y el grupo de la Universidad de Pekín, colegas cercanos con intereses comunes, trabajamos en paralelo en algunos de los temas de este documento sin conocer los esfuerzos del otro. En una discusiónun día descubrimos que teníamos resultados comunes, pero cada grupo también había generado observaciones únicas y desarrollado ideas distintas, por lo que decidimos fusionar nuestros esfuerzos y publicar conjuntamente ".
Agrega: "En mi opinión, este tipo de colaboración es probablemente el mejor tipo de interacción científica. Como científicos, valoramos nuestra propia independencia y creatividad. Incluso con resultados comunes, nuestro pensamiento podría divergir, lo que lleva a cada equipo a investigar más a fondoen diferentes direcciones, llegando a puntos finales que se complementan entre sí. Esta colaboración no es una cuestión de experiencia diferente, sino una cuestión de interés común y curiosidad que nos llevó en diferentes direcciones que finalmente se unieron en una historia completa ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Massachusetts en Amherst . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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