Las plantas modificadas para sobreexpresar las proteínas RGLG1 y RGLG5
(derecha) han resistido mejor las condiciones de sequía que las no
modificadas (izquierda). CSIC |
Los datos obtenidos podrían ayudar a la mejora de procesos defensivos de
las plantas en situaciones de escasez de agua. Los resultados se
publican en la revista ‘The Plant Cell’.
Dos trabajos liderados por el Instituto de Biología Molecular y Celular
de Plantas (centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones
Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València) desvelan
los mecanismos moleculares que ayudan a las plantas a sobrevivir ante
las sequías. Los estudios, que se publican en la revista The Plant Cell,
podrían ayudar en la mejora de los procesos defensivos de las plantas en
situaciones de escasez de agua.
La respuesta de las plantas ante la sequía depende de un delicado
equilibrio entre los frenos y los activadores de la señalización
hormonal. Los frenos deben estar activos cuando no hay estrés mientras
que los activadores han de funcionar cuando hay situaciones de estrés
ambiental transitorias o sostenidas.
Muchas de las proteínas de las plantas sirven para degradar los
represores de sus respuestas adaptativas. En la naturaleza, las plantas
encuentran diferentes situaciones de estrés ambiental y por ello
necesitan un doble mecanismo, de inhibición y degradación, que permita
eliminar el freno a la respuesta adaptativa, proporcionándoles mayor
versatilidad.
Uno de los trabajos desarrollados por los investigadores ha identificado
dos proteínas que intervienen en la degradación de varios represores de
la ruta de señalización del ácido abscísico, una hormona clave para que
las plantas afronten las situaciones de sequía. Consiste en disminuir la
vida media de un freno para responder a la sequía. “Nuestro grupo de
investigación ya había participado en la identificación de los
receptores que inhiben la función de las fosfatasas represoras de la
ruta de señalización celular del ácido abscísico. Ahora, hemos
identificado las proteínas RGLG1 y RGLG5, que son enzimas que facilitan
la degradación de las fosfatasas. Con ello se completa un doble
mecanismo para eliminar el ‘freno’ de las fosfatasas y permitir así
activar la ruta de señalización de la hormona para afrontar la sequía”,
explica Pedro L. Rodríguez, científico del CSIC en el Instituto de
Biología Molecular y Celular de Plantas y coordinador de ambos trabajos.
Aumentar la vida de los receptores
La actividad de las rutas de señalización celular está determinada por
la vida media de ciertas proteínas clave. Precisamente, el otro estudio
liderado por científicos del CSIC ha descubierto una nueva ruta de
degradación de los receptores del ácido abscísico. Esta ruta regula el
recambio de los receptores y, por tanto, la señalización del ácido
abscísico, responsable de la reacción de las plantas al estrés
ambiental. Si se ralentiza esta ruta se aumenta la vida media de los
receptores, es decir, en este caso se aumenta la vida media de un
activador para responder a la sequía.
“Los receptores que ejercen su función en el citosol o en el núcleo de
las células se suelen degradar en el proteasoma, un complejo proteico.
Pero hemos observado que existe una segunda vía de degradación para los
receptores de ácido abscísico que actúan en la membrana celular, los
cuales viajan a través del sistema endosomal y alcanzan la vacuola,
donde también se degradan las proteínas. Ralentizar esta vía nos permite
aumentar la vida media de los receptores y, por ejemplo, disminuir la
transpiración de la planta”, añade el investigador del CSIC.
El primero de los estudios ha contado con la colaboración de expertos de
la Universidad de Pekín (China) mientras que en el segundo han
participado científicos de la Universidad de Guelph (Canadá), la
Universidad de Hong Kong (China) y la Universidad de Gante (Bélgica).
Fuente: CSIC 2016
Wu,Q., Zhang,X., Peirats-Llobet,M., Belda-Palazon,B., Wang,X., Cui,S.,
Yu,X., Rodriguez,P.L. y An,C. Ubiquitin Ligases RGLG1 and RGLG5 Regulate
Abscisic Acid Signaling by Controlling the Turnover of Phosphatase
PP2CA. Plant Cell. DOI: 10.1105/tpc.16.00364 Belda-Palazon,B. et al.
FYVE1/FREE1 Interacts with the PYL4 ABA Receptor and Mediates its
Delivery to the Vacuolar Degradation Pathway. Plant Cell. DOI:
10.1105/tpc.16.00178
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