Las mostazas, el brócolis y las coles del mundo comparten un sabor distinto y amargo. Algunos consideran que el sabor de las plantas crucíferas es su atributo más fuerte. Pero incluso en India y China, donde las Brassicas se han cultivado durante más de 4,000 años, los científicos han buscadopara atenuar los compuestos químicos responsables de su sabor picante. Resulta que los mismos compuestos que los hacen amargos también los hacen tóxicos en algunos niveles.
Ahora, investigadores de tres continentes, incluidos biólogos de la Universidad de Washington en St. Louis, han mapeado la estructura cristalina de una proteína clave que hace que los metabolitos sean responsables del sabor amargo en Brassicas. Un estudio publicado este mes en la revista La célula vegetal es la primera instantánea de cómo evolucionó la proteína y llegó a producir subproductos tan diversos en este grupo de plantas agrícolamente significativo.
Los resultados podrían usarse junto con estrategias de mejoramiento continuas para manipular las plantas de cultivo para obtener beneficios nutricionales y de sabor.
El nuevo trabajo nace de una larga colaboración iniciada por Naveen C. Bisht, científico del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Vegetal, en Nueva Delhi, India, con Joseph Jez, profesor de biología en Artes y Ciencias de la Universidad de Washington,y Jonathan Gershenzon, del Instituto Max Planck de Ecología Química, en Jena, Alemania.
"Todas las Brassicas, ya sea mostaza india, Arabidopsis, brócoli o coles de Bruselas, todas producen estos compuestos picantes y con olor a azufre, los glucosinolatos", dijo Jez. Los compuestos han sido reconocidos por mucho tiempo como una defensa naturalcontra las plagas
"Las plantas necesitan defenderse", dijo Jez. "Realmente no pueden hacer nada, pero pueden hacer cosas".
"Hay diferentes perfiles de glucosinolatos en diferentes plantas", dijo. "La pregunta siempre ha sido si puedes modificar sus patrones para hacer algo nuevo. Si los insectos se están comiendo tus plantas, podrías cambiar el perfil y obtener algo que puedaprevenir la pérdida de cultivos? "
Pero hay una cantidad desalentadora de glucosinolatos: casi 130 tipos diferentes reconocidos dentro de las Brassicas. Cada especie de planta dentro del género hace una "colección" de varios tipos diferentes de glucosinolatos, su propia mezcla de sabores, todos los cuales son secundariosmetabolitos de una proteína particular.
Los investigadores han sabido sobre el papel central de esta proteína durante décadas. Pero antes de este estudio, nadie había podido completar la cristalografía de rayos X necesaria para mapearla en detalle.
El nuevo trabajo, codirigido por Roshan Kumar, ahora becario postdoctoral en el laboratorio Jez de la Universidad de Washington, utiliza genética, bioquímica y biología estructural para ayudar a desentrañar las bases moleculares para la evolución y diversificación de los glucosinolatos.
"Los glucosinolatos se derivan de los aminoácidos", dijo Kumar. "El alargamiento genético es uno de los pasos importantes que proporciona la mayor parte de la diversidad en los perfiles de glucosinolatos en todas las Brassicas. Decide qué tipo de glucosinolatos la planta esva a formar "
La información obtenida en el nuevo estudio es un paso importante hacia la obtención de una mostaza más suave o la construcción de un brócoli sin sabor amargo.
¿Pero nos ayudará a comer nuestras verduras?
Quizás. La mayoría de los investigadores están interesados en el potencial para modificar los glucosinolatos en las semillas, no en los tallos o partes frondosas de las plantas de Brassica, dijo Kumar.
El principal cultivo de semillas oleaginosas Brassica juncea y las semillas de colza relacionadas se usan para hacer aceite de cocina en zonas templadas y subtropicales del mundo. Los fitomejoradores han intentado ajustar los niveles de glucosinolatos en estos cultivos para que las sobras de la torta de semillas ricas en proteínas se puedan usar como suplemento alimenticio paraganado y aves de corral.
"Si disminuye los glucosinolatos de toda la planta, se vuelve susceptible a las plagas y patógenos", dijo Kumar. "Es por eso que existe la necesidad de una ingeniería inteligente de los glucosinolatos".
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Materiales proporcionado por Universidad de Washington en St. Louis . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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