Los científicos que estudian bioquímica de plantas en el Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU. Hicieron recientemente un descubrimiento sorprendente: descubrieron que una proteína que activa la síntesis de aceite también activa una proteína que pone los frenos en el mismo proceso. En un artículo recién publicado enel periódico Fisiología vegetal , describen cómo este sistema aparentemente paradójico mantiene los precursores de petróleo perfectamente equilibrados para satisfacer las necesidades de las plantas.
"Nos sorprendió inicialmente nuestro descubrimiento de que la proteína de señalización que activa la vía de síntesis de aceite también activa el interruptor de apagado", dijo el bioquímico de Brookhaven Lab, John Shanklin, quien dirigió la investigación.
Pero después de una investigación más exhaustiva, tenía mucho sentido. Los ácidos grasos, los precursores de los aceites, pueden ser tóxicos si se acumulan. Si los niveles aumentan más allá de los requisitos de las células para fabricar componentes lipídicos de membranas o aceites, las células necesitan unforma de cerrar la producción.
La clave es que el interruptor de apagado, una proteína conocida como BADC, es un "inhibidor condicional", dijo Shanklin. Solo frena cuando el nivel de ácidos grasos libres es alto.
Este trabajo podría avanzar en los esfuerzos del equipo para encontrar nuevas formas de controlar la producción de petróleo en las plantas con el objetivo de producir combustibles u otros productos útiles.
Poniendo las piezas juntas
El nuevo estudio se basa en el trabajo previo del grupo de Shanklin. Uno de esos estudios reveló que BADC ejerce su mecanismo de frenado al insertarse en una enzima clave involucrada en la producción de ácidos grasos, ACCase.
"Estábamos interesados en aprender más sobre las proteínas BADC y cómo se regulaban los genes para estas proteínas", dijo Shanklin.
En otro estudio, el equipo había explorado detalles de la proteína de señalización conocida como WRINKLED1, que activa las enzimas para la síntesis de ácidos grasos, incluidas partes de ACCase, y, por lo tanto, sirve como interruptor de activación de la vía de síntesis de aceite.
Los científicos tenían pocas razones para sospechar una conexión directa entre WRI1 el interruptor de encendido y BADC el interruptor de apagado hasta que los autores principales, Hui Liu y Zhiyang Zhai, observaron que las plantas con mutaciones en los genes de cualquiera de las proteínas tenían un valor inusualmente cortoraíces
"Hubiera sido fácil pasar por alto esta conexión como una coincidencia, pero la observación de Liu y Zhai resultó ser central para el mecanismo que descubrimos", dijo Shanklin.
Una investigación adicional mostró que los niveles hormonales aberrantes observados en las raíces mutantes WRI1 eran similares a los encontrados en las raíces del mutante BADC. Investigaciones bioquímicas y genéticas más cercanas llevaron al equipo a concluir que ambas proteínas estaban realmente vinculadas a este defecto de crecimiento, lo que desencadenóellos para explorar más la conexión.
Trabajando con el colega de Brookhaven, Jorg Schwender, mostraron que el WRI1 en el interruptor se unía estrechamente al gen BADC, lo que permite que se active. Confirmaron la conexión al mostrar que agregar más BADC al mutante WRI1 hizo que las raíces crecieran más.
El punto clave es que tener el interruptor de encendido enciende los genes para el interruptor de apagado no necesariamente apaga la síntesis de ácidos grasos. Simplemente le da a la célula una forma de apagar la síntesis si los niveles de ácido graso aumentan demasiado. Y cuanto másWRI1 aumenta la producción de ácidos grasos, cuanto más la célula también necesita aumentar BADC para poder detener ese proceso.
"Es como darle a un automóvil más rápido los frenos más grandes que necesitaría parar si un venado se topa con la carretera", dijo Shanklin.
Shanklin explicó que "la producción de muchas membranas o aceite mantendrá bajos los niveles de ácidos grasos, y el sistema de frenado BADC no será necesario". Solo cuando la producción excede la demanda y los ácidos grasos se acumulan, es necesario aplicar los frenos"
Los científicos ahora están llevando a cabo más estudios bioquímicos para explorar cómo los ácidos grasos libres elevados provocan que BADC se inserte en ACCase para frenar.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional Brookhaven . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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