Como cualquier otra planta, Arabidopsis thaliana o berro oreja de ratón, necesita nitrógeno para sobrevivir y prosperar. Pero, como el maíz, los frijoles y la remolacha azucarera, prefiere nitrógeno en forma de nitrato, que crece mejor en suelos ricos en nitratos.el pino y el arroz, por ejemplo, crecen preferentemente con amonio, otra forma del macronutriente clave nitrógeno. Si la concentración o la disponibilidad de las diferentes formas de nitrógeno fluctúan, las plantas tienen que adaptarse rápidamente ". Una de las preguntas más importantes es, ¿qué es¿El papel de las hormonas vegetales en la adaptación a la disponibilidad de nitrógeno? ¿Cómo se las arreglan las maquinarias dentro de una planta con su entorno cambiante? ”, pregunta Eva Benková, bióloga del desarrollo y profesora del Instituto de Ciencia y Tecnología IST de Austria.
Encontrar el equilibrio
En busca de respuestas, Krisztina Ötvös, becaria postdoctoral en el equipo de investigación de Eva Benková, junto con colegas de la Universidad Politécnica de Madrid, la Pontificia Universidad Católica de Chile, el Instituto Austriaco de Tecnología y la Universidad de Montpellier, analizarondos extremos: compararon cómo reaccionaron las plántulas de Arabidopsis que se cultivaron exclusivamente con amonio, una vez que los científicos las transfirieron a medios que contenían amonio o nitrato.
Si una planta vive en un suelo subóptimo, intenta mantener el crecimiento de sus raíces el mayor tiempo posible para alcanzar una forma de nitrógeno más adecuada. Los procesos principales que mantienen el crecimiento de las raíces son la proliferación celular en el meristemo, una plantatejido compuesto por células indiferenciadas, y la expansión celular. La planta debe encontrar un buen equilibrio entre estos dos. Provista de amonio, la forma de nitrógeno que Arabidopsis no es tan aficionada, la zona meristemática del berro produce menos células. En cambio,se alargaron muy rápidamente. "Una vez que trasladamos las plantas al nitrato, de repente el meristemo se hizo más grande, se produjeron más células y hubo una cinética diferente en la expansión celular", dice Benková. "Ahora Arabidopsis podía permitirse poner más energía en la céluladivisión y optimizó el crecimiento de sus raíces de manera diferente. "
Control del flujo hormonal
El nivel de auxina determina si la planta invierte en la proliferación celular o en el alargamiento celular. Esta hormona vegetal es esencial para todos los procesos de desarrollo. Se transporta de una manera muy controlada de una célula a otra mediante transportadores especiales de auxina.proteínas que controlan el transporte de auxina fuera de las células, los llamados portadores de eflujo, regulan el flujo de auxina dependiendo del lado de la célula en el que se encuentren. Benková y su equipo estaban especialmente interesados en el transportador de auxina PIN2, que media el flujode auxina en la punta de la raíz. Los investigadores pudieron identificar el PIN2 como el factor principal para establecer el equilibrio entre la división celular y el alargamiento celular ". Observamos que una vez que movimos las plantas al nitrato, la localización del PIN2 cambia., cambia la distribución de auxina. "
La actividad del PIN2, por otro lado, se ve afectada por su estado de fosforilación. "Lo que realmente nos sorprendió fue que una modificación, la fosforilación de una proteína tan grande como un portador de eflujo, puede tener un impacto tan importante en el comportamiento de la raíz,Benková añade. Además, el aminoácido de PIN2 que es el objetivo de la fosforilación está presente en muchas especies de plantas diferentes, lo que sugiere que PIN2 podría estar implicado universalmente en otras estrategias de adaptación de especies de plantas para cambiar las fuentes de nitrógeno. En un paso siguiente,los investigadores quieren comprender la maquinaria que controla el cambio del estado de fosforilación.
una mirada muy de cerca
"El presente estudio es el resultado de la aportación de muchas personas diferentes, desde biólogos celulares e informáticos hasta personas que trabajan en microscopía avanzada. Realmente es un enfoque multidisciplinario", enfatiza Eva Benková. Con el fin de analizar de cerca elprocesos dentro de las raíces de Arabidopsis, por ejemplo, los biólogos utilizaron un microscopio confocal vertical, una herramienta especialmente adaptada en el IST Austria para satisfacer las necesidades de los investigadores. En lugar de una platina horizontal, el microscopio utiliza una vertical, que le permite observarel crecimiento de la planta de la forma natural, a lo largo del factor de gravedad. Con su alta resolución, Benková y su equipo pudieron observar cómo las células dentro de las raíces de Arabidopsis se dividían y expandían en tiempo real. En un proyecto anterior, los investigadores delIST Austria ganó el concurso de videos Small World in Motion de Nikon, que muestra el seguimiento en vivo de una punta de raíz creciente de Arabidopsis thaliana bajo el microscopio.
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Materiales proporcionado por Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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