Investigadores del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas, centro mixto de la Universitat Politècnica de València y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), han identificado parte del mecanismo molecular que coordina la dirección de la expansión celular de las plantas, un proceso fundamental para la adquisición de la forma. Este trabajo, en el que también ha participado el Departamento de Medioambiente, Agronomía y Producción de Cultivos de la Universidad de Padua (Italia), aparece publicado en la revista Current Biology.
El desarrollo de las plantas se basa en patrones específicos de división y expansión celular. La dirección de la expansión celular viene determinada por los microtúbulos, estructuras tubulares de las células eucariotas responsables de la división celular compuestos principalmente por una proteína llamada tubulina. Pero se desconoce qué mecanismos moleculares regulan la disposición de los microtúbulos.
El investigador del IBMCP, Miguel Blázquez, explica que “entre las moléculas que influyen en la dinámica de los microtúbulos se encuentran las hormonas llamadas giberelinas, que promueven la expansión celular y además hacen que los microtúbulos se orienten perpendicularmente al eje de crecimiento de la planta. La pregunta que surgía era cómo se coordinan estos dos procesos”.
David Alabadí, investigador del IBMCP, aclara que “nuestra investigación ha observado que la orientación de los microtúbulos depende de la interacción física entre las proteínas DELLA del núcleo de la célula y la prefoldina, una proteína cuya función consiste en ayudar a otras proteínas a adoptar un correcto plegamiento que les permita desempeñar su función biológica. En presencia de giberelinas, las proteínas DELLA se degradan y la predolfina permanece en el citoplasma y es funcional; pero en ausencia de giberelinas, la predolfina se localiza en el núcleo celular lo que compromete disponibilidad de tubulina afectando así a la organización de los microtúbulos”.
Este hallazgo de los investigadores del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (UPV-CSIC) tiene especial relevancia porque “pone de manifiesto el papel de las proteínas DELLA como coordinadoras de varios procesos necesarios para el crecimiento vegetal y responde a la pregunta de cómo se coordinan los procesos de expansión y dirección celular”, añade Blázquez. Además, “la alteración de la función de la predolfina debido a la interacción entre proteínas había sido observada previamente en células animales durante infecciones virales donde actúa como factor de transcripción genética, lo que plantea la pregunta de si la predolfina puede tener más funciones en las células vegetales”, concluye Alabadí.
Este trabajo ha permitido diseccionar los distintos cometidos que cumplen las proteínas DELLA y proporciona una estrategia futura para separar sus funciones. Esto es importante en casos en los que se quiere modificar una de las funciones de las giberelinas sin alterar las otras. La investigación liderada por el IBMCP podría tener importantes aplicaciones en el sector agronómico ya que proporciona claves para modular la forma de las plantas.
Antonella Locascio, Miguel A. Blázquez y David Alabadí. Dynamic Regulation of Cortical Microtubule Organization through Prefoldin-DELLA Interaction. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2013.03.053
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