Un equipo de investigadores argentinos logró demostrar el modo en que una proteína presente en las hojas del maíz protege a este cereal de los daños derivados de la radiación ultravioleta del Sol. Los resultados del trabajo –publicados en Plant, Cell & Environment– podrían contribuir al desarrollo de plantas más resistentes a los efectos de esa radiación, la que aumentaría en función del agujero en la capa de ozono.
(12/10/11 – Agencia CyTA – Instituto Leloir)-. Investigadores argentinos participaron en un estudio que permite conocer el rol protagónico de una proteína en la regulación de las respuestas de defensa de las plantas frente a los rayos ultravioletas. Los resultados del estudio fueron publicados en la revista científica Plant, Cell & Environment.
“El óxido nítrico (una molécula formada por dos átomos, uno de oxígeno y otro de nitrógeno) protege a las plantas del estrés provocado por la radiación ultravioleta B (UV-B) ya que es capaz de absorber esa radiación e inducir la síntesis de compuestos antioxidantes como son los flavonoides. Estos compuestos se localizan en las hojas formando una barrera que evita el ingreso y el daño producido por la radiación UV-B. En nuestro trabajo descubrimos que el óxido nítrico producido por la planta en respuesta a la radiación UV-B activa una proteína denominada ‘P’ que dependiendo en que especie vegetal se encuentra, recibe diferentes nombres. El hecho es que esta proteína induce la expresión de genes para la producción de flavonoides, los que protegen a la planta de los rayos UV-B”, explicó a la Agencia CyTA, una de las autoras principales del trabajo, Vanesa Tossi, becaria doctoral del CONICET en el Instituto de Investigaciones Biológicas de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad Nacional de Mar del Plata.
El hallazgo surgió a partir de estudios realizados en plantas de maíz y en la especie vegetal Arabidopsis thaliana.
“En el maíz, la proteína P se denomina ZmP, ya que las siglas Zm corresponden a Zea mays que significa maíz en latín; en la especie Arabidopsis se llama Myb 12 y así varía según la especie. En el caso del maíz la proteína ZmP induce la expresión de dos genes de maíz que son claves en la síntesis de flavonoides, la chalcona sintasa y la chalcona isomerasa”, destacó Tossi.
Los estudios se realizaron en maíz ya que se trata de un cultivo de enorme interés agronómico para la Argentina y en Arabidopsis porque es una planta que se utiliza como modelo de investigación en el laboratorio. En la investigación se analizó la respuesta de diferentes variedades de maíz tratadas con óxido nítrico frente al estrés por UV-B. Algunas variedades de plantas que no tenían las proteínas que inducen la expresión de genes para la producción de flavonoides sufrían daños visibles frente a los efectos de los rayos UV-B a pesar de haber sido tratadas con óxido nítrico.
Avance clave
El óxido nítrico es como un ‘director de orquesta’ que dirige un amplio rango de procesos fisiológicos en las plantas. Entre otras funciones, estimula la germinación, actúa como una molécula señal en la resistencia a plagas, a la sequía y al estrés salino de los suelos. “Informes previos indicaron la existencia de una fuerte correlación entre un incremento en los niveles de óxido nítrico y el aumento de la resistencia a la radiación UV-B en plantas. Sin embargo lo que podemos destacar de nuestra investigación es que nuestro trabajo ha contribuido a entender de que manera el óxido nítrico está actuando a nivel de la regulación de la expresión de genes en la protección de las plantas a la radiación UV-B, resultando en la producción de flavonoides que son clave para la supervivencia de las plantas”, destacó la investigadora.
En la actualidad, uno de los problemas que enfrenta la humanidad es la presencia de un agujero en la capa el ozono. “Debido a su existencia, una mayor proporción de los rayos solares considerados malignos entre ellos el UV-B llega a la superficie terrestre sin encontrar una barrera, causando daños a los diferentes organismos”, puntualiza Tossi. Y continua: “En el laboratorio estudiamos el rol del oxido nítrico en diferentes respuestas fisiologías y frente a estreses. Debido a que en el momento que inicié mis estudios había información fraccionada que relacionaba al óxido nítrico con los flavonoides y la radiación UV-B, decidimos intentar unir algunos cabos sueltos, y por suerte pudimos lograrlo.”
El objetivo principal del trabajo de este grupo es incrementar el conocimiento sobre los mecanismos moleculares desencadenados por la radiación UV-B y el oxido nítrico, afirma Tossi. Y concluye: “Los mismos pueden contribuir con el desarrollo en el campo biotecnológico de plantas más resistentes a los daños causados por la radiación. Si bien muchos conocimientos no tienen aplicación inmediata, son fundamentales para planificar y desarrollar nuevas herramientas esenciales para el crecimiento de la industria y del campo.”
En el estudio también participaron el doctor Raúl Cassia, director del proyecto, el doctor Lorenzo Lamattina, director del grupo de investigación de “Fisiología Molecular e Integrativa” del Instituto de Investigaciones Biológicas (IIB) de la Universidad Nacional de Mar del Plata y la licenciada Melina Amenta.
Créditos: Gentileza de Vanesa Tossi