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Una información que va de generación en generación

Investigadoras del Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología traslacional (iB3) describieron un mecanismo molecular que explica cómo las plantas transfieren datos sobre el entorno a su descendencia. El hallazgo es clave para pensar respuestas ante el cambio climático o en la conservación de especies en peligro de extinción.

Nicolás Camargo Lescano (Agencia CTyS- UNLaM)- Como si se tratara de un enorme y complejo rompecabezas, la ciencia avanza en la comprensión de los mecanismos moleculares genéticos y de las dinámicas ambientales en torno al reino vegetal. Cada pieza arroja más luz sobre el cuadro general, a la vez que da cuenta de lo complejo del escenario.

En este contexto, un grupo de investigación del Instituto de Biociencias, Biotecnología y Biología traslacional (IB3) y de la Fundación Instituto Leloir describió un mecanismo que explica cómo las plantas “madre” transfieren una memoria sobre el entorno a las semillas de la siguiente generación. El hallazgo, publicado en la revista microPublication Biology y del que también participó Pablo Cerdán, se podría utilizar para el desarrollo de cultivos que se adapten al cambio climático o para aplicar en la conservación de especies en peligro.

“Esta capacidad de transmitir la memoria sobre el ambiente es una capacidad que tienen muchos organismos y está estudiado en humanos. Pero en las plantas es un aspecto muy poco explorado, por lo que hay mucho para trabajar y para avanzar”, explicó a la Agencia CTyS-UNLaM Ailén Authier, becaria doctoral del CONICET y primera autora del trabajo.

Para el equipo de investigación, esta línea de estudio –de las denominadas “ciencias básicas”- es clave a la hora de pensar respuestas para escenarios climáticos o en ecosistemas productivos, aunque reste todavía mucho camino a recorrer en este campo.

“Este tipo de información es clave, porque nos podría permitir predecir qué va a pasar con los bancos de semillas, por ejemplo, para saber cuándo van a germinar, para redirigir los esfuerzos de conservación o dónde hacer algún tipo de control, pensando también en plantas invasivas- enfatizó Gabriela Auge, investigadora del CONICET y jefa del equipo, a la Agencia CTyS-UNLaM-. Entender cómo integran la información las distintas generaciones de plantas de distintas especies nos puede dar una idea de cómo se van a dar las dinámicas en las comunidades vegetales”.

Un estudio para ciclos anuales

El equipo trabajó con la especie Arabidopsis thaliana, un modelo vegetal que comparte genes con los principales cultivos. “Es una especie modelo, de uso muy común en el laboratorio por ser una planta chiquita, de crecimiento rápido y que, además, tiene todo el genoma secuenciado”, detalló Authier.

En el proceso de vida de las plantas hay una instancia clave, que es la floración. Antes de este momento, las plantas tienen lo que se llama un crecimiento vegetativo, mientras que, luego de la floración, se producen las semillas. Con este dato como base, el grupo hizo crecer a plantas madre a 18 y 24 grados, tanto antes como después de la floración.

“Las temperaturas elegidas tienen que ver con simular las estaciones, donde 18-24 es la transición invierno-primavera, 24-18 es la transición verano-otoño, 18-18 corresponde a otoño y 24-24 corresponde a primavera”, especificó la becaria.

En este sentido, el experimento implicó todas las combinaciones posibles: 18 o 24 grados durante todo el ciclo de crecimiento, 18 antes de la floración y 24 luego, y viceversa: 24 antes de la floración y 18 después.

El mecanismo molecular que estudiaron, a partir de los experimentos, está vinculado a la epigenética. “No se trata de modificar la información genética, sino de cómo se expresa esa información a partir de la información ambiental. En otras palabras, el mecanismo genera ‘marcas’ que hace que determinados genes se expresen, o no, de acuerdo a determinadas condiciones y estímulos ambientales. Así, la información del ambiente se pasa a la progenie”, amplió Auge.

Uno de los aspectos novedosos que encontró el grupo, por ejemplo, fue que el ambiente de la planta “madre” antes de la floración también influyen en la respuesta de germinación de la progenie.

Las investigadoras aclaran que, por un lado, los estudios corresponden a plantas de ciclo corto, por lo que restan aun trabajos en plantas de ciclos más largos. “Los resultados de estas investigaciones podrían extrapolarse a otras herbáceas, malezas o plantas anuales. En relación a plantas leñosas y otras perennes, donde luego del estado reproductivo vuelven al estado vegetativo, se deben hacer más estudios y más experimentos”, aclaró Authier.

El grupo de trabajo, además, incluye colaboradores en el INTA que, a su vez, hacen trabajo de extensión con productores locales. Por otra parte, también tienen vínculo con una empresa de Estados Unidos y con colaboraciones científicas con grupos de Colombia, Japón y Estados Unidos.

“Esta publicación es apenas una pequeña parte de lo que estamos haciendo. Estamos muy entusiasmados porque, dentro de poco, empieza un ensayo de campo para comprobar estos conocimientos en ámbitos naturales, no de laboratorio. Saber más nos permite entender la complejidad de las plantas y la enorme plasticidad que tienen para adaptarse a los ambientes”, analizó Auge.

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