{"id":14311,"date":"2024-09-11T12:45:51","date_gmt":"2024-09-11T12:45:51","guid":{"rendered":"http:\/\/elmediodelcampo.com.ar\/?p=14311"},"modified":"2024-09-11T12:45:51","modified_gmt":"2024-09-11T12:45:51","slug":"descifran-mecanismos-de-un-proceso-clave-para-la-biologia-de-las-plantas-y-el-rendimiento-de-los-cultivos","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/elmediodelcampo.com.ar\/?p=14311","title":{"rendered":"Descifran mecanismos de un proceso clave para la biolog\u00eda de las plantas y el rendimiento de los cultivos"},"content":{"rendered":"\n


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\"\"<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Se trata del procesamiento de peque\u00f1as mol\u00e9culas (los micro ARNs) que controlan genes que regulan el desarrollo vegetal .Este conocimiento podr\u00eda servir como herramienta para mejorar el rinde de cultivos de inter\u00e9s agron\u00f3mico.<\/p>\n\n\n\n

El estudio ilustra la portada de la revista Nucleic Acids Research dise\u00f1ada por Bel\u00e9n Moro.<\/p>\n\n\n\n

Un estudio del equipo de investigaci\u00f3n del CONICET encabezado por Javier Palatnik, investigador del Consejo y director del Instituto de Biolog\u00eda Molecular y Celular de Rosario (IBR, CONICET-UNR), revel\u00f3 detalles desconocidos sobre un proceso fundamental en el desarrollo vegetal, que afecta el rendimiento de cultivos de inter\u00e9s agron\u00f3mico. Se trata del procesamiento de los microARNs, peque\u00f1as mol\u00e9culas -presentes en plantas y animales- responsables controlar con precisi\u00f3n en qu\u00e9 cantidad se expresan los genes. El trabajo, que ilustra la portada de la revista Nucleic Acids Research, aporta nuevos conocimientos sobre c\u00f3mo funciona este mecanismo molecular de control de la expresi\u00f3n g\u00e9nica en plantas.<\/p>\n\n\n\n

\u201cLa informaci\u00f3n que tenemos, gracias a esta investigaci\u00f3n sobre los mecanismos de generaci\u00f3n de microARN, nos permitir\u00eda f\u00e1cilmente controlar procesos biol\u00f3gicos complejos en plantas cultivables\u201d, se\u00f1ala entusiasta Palatnik.<\/p>\n\n\n\n

Respuestas moleculares a la vida: del ADN a los microARNs<\/p>\n\n\n\n

A partir del descubrimiento de la doble h\u00e9lice del ADN (\u00e1cido desoxiribonucleico) en 1959, surge un nuevo mundo de posibilidades para comprender el funcionamiento de los seres vivos: el mundo de la biolog\u00eda molecular. Desde entonces, las preguntas y experimentos de cientos de grupos de investigaci\u00f3n en todo el mundo se han ido entrelazando dando lugar a muchas respuestas sobre el rol de los \u00e1cidos nucleicos.<\/p>\n\n\n\n

Las bases fundacionales de la biolog\u00eda molecular establecen que en el ADN existen fragmentos delimitados de secuencias que tienen la informaci\u00f3n espec\u00edfica para la s\u00edntesis de una prote\u00edna en particular, denominados genes. Como el ADN es una mol\u00e9cula enorme que no puede salir del n\u00facleo de las c\u00e9lulas, existen mol\u00e9culas de ARN (\u00e1cido ribonucleico), llamadas tambi\u00e9n mensajeros, que copian la secuencia de los genes llevando esta informaci\u00f3n fuera del n\u00facleo donde se encuentra la maquinaria celular necesaria para fabricar las prote\u00ednas.<\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, solo el 1,5 por ciento del total del ADN que tiene una c\u00e9lula corresponde a genes y un amplio porcentaje restante son secuencias necesarias para controlar donde, como y cuanto se expresa cada gen. A comienzo del nuevo milenio un grupo de mol\u00e9culas muy peque\u00f1as de ARN captaron la atenci\u00f3n, porque sus secuencias no codificaban para prote\u00ednas, y, sin embargo, se las encontraba en todos los modelos de estudio, desde moscas hasta humanos, pasando por gusanos y plantas.<\/p>\n\n\n\n

Se demostr\u00f3 que cumpl\u00edan diversos roles en el desarrollo e incluso algunas resultaban esenciales para la vida de estos organismos, se las denomin\u00f3 microARNs. \u201cYo vi nacer esta historia, durante mi trabajo posdoctoral logramos caracterizar la funci\u00f3n biol\u00f3gica del primer microARN en plantas\u201d, recuerda con orgullo Palatnik la publicaci\u00f3n de ese hallazgo, que fuera adem\u00e1s destacado en la portada de la revista Nature.<\/p>\n\n\n\n

Result\u00f3 que lo que hac\u00eda tan importantes a estas peque\u00f1as mol\u00e9culas era que \u201cson como una capa adicional sobre la regulaci\u00f3n de la cantidad de expresi\u00f3n de un gen\u201d, indica Santiago Rosatti, quien realiz\u00f3 su tesis doctoral en IBR con la investigaci\u00f3n recientemente publicada, y agrega: \u201cHay muchos procesos biol\u00f3gicos donde las cantidades de expresi\u00f3n de un gen deben ser reguladas de forma cuantitativa con precisi\u00f3n, no se trata de todo o nada y los microARNs son muy buenos para esto\u201d.<\/p>\n\n\n\n

A medida que se encontraban secuencias de microARN que resultaban complementarias a secuencias de ARN mensajeros, comenz\u00f3 a dilucidarse un modelo de acci\u00f3n mediante el cual los microARNs pod\u00edan unirse espec\u00edficamente a sus mensajeros blanco e inducir su destrucci\u00f3n, disminuyendo as\u00ed, la s\u00edntesis de determinadas prote\u00ednas. O sea, que a mayor cantidad de un microARN m\u00e1s mensajeros son destruidos y menor es la cantidad de prote\u00edna que puede fabricarse. \u201cPor eso es importante conocer de qu\u00e9 manera se regula al regulador, como se define la cantidad que se produce de microARN y de all\u00ed surge la idea principal de este trabajo\u201d, expresa Palatnik.<\/p>\n\n\n\n

Escuchar los resultados y reformular una hip\u00f3tesis<\/p>\n\n\n\n

Los microARNs son generados en el n\u00facleo, en principio como una mol\u00e9cula precursora m\u00e1s grande llamada pre-microARN, que por las caracter\u00edsticas de su secuencia se pliega sobre misma adquiriendo una conformaci\u00f3n de \u201chorquilla\u201d. Esta luego es procesada (cortada en fragmentos m\u00e1s peque\u00f1os) dando origen a los microARNs que son exportados al citoplasma donde finalmente cumplen su funci\u00f3n. En plantas, el procesamiento de los pre-microARN puede ser de dos maneras distintas: el denominado de dos pasos, donde son necesarios dos cortes en el precursor para obtener un microARN maduro, y el secuencial, cuando se requieren m\u00e1s de dos sitios de corte.<\/p>\n\n\n\n

Al analizar secuencias de pre-microARN, Palatnik y su equipo observaron que muchas estaban muy conservadas evolutivamente: \u201cTen\u00edamos la hip\u00f3tesis que modificar la estructura del precursor de alguna manera deb\u00eda afectar el procesamiento y la cantidad que se produce de un microARN\u201d, aclara Palatnik. Los primeros experimentos para poner esta idea a prueba se realizaron en 2016. Comenzaron trabajando con el precursor del microARN miR319 de Arabidopsis thaliana (la planta modelo de estudio m\u00e1s extendida en investigaci\u00f3n). Seg\u00fan cuenta Rosatti, realizaron cambios puntuales en la secuencia del pre-microARN que modificaban su estructura, pero no tuvieron el resultado esperado: no cambiaba en nada la cantidad de microARN.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEn ese momento, el proyecto parec\u00eda un fracaso. Pero luego, cuando probamos con precursores de otros microARN, el resultado de los mismos experimentos fue totalmente distinto\u201d, devela Palatnik. Siguiendo esta pista con un minucioso dise\u00f1o experimental pudieron descubrir que estos resultados opuestos se deb\u00edan a que el tipo de procesamiento que atraviesa el precursor determina si la cantidad de microARN que se produce es regulable o no.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEntendimos que esa complejidad tan grande que hay para procesar los microARNs en plantas tiene sentido. El primer precursor que hab\u00edamos elegido era de procesamiento secuencial, y ah\u00ed vimos que no importaba las modificaciones que hici\u00e9ramos, siempre se generaba la misma cantidad de microARN. En cambio, apenas alter\u00e1bamos la estructura de los precursores de procesamiento en dos pasos, cambiaba un mont\u00f3n la eficiencia del procesamiento y la cantidad de micro ARN\u201d, asegura el investigador. En base a estos inesperados resultados pudieron establecer dos modelos de regulaci\u00f3n de la producci\u00f3n de microARN en plantas, donde la secuencia (y la estructura) de su precursor tienen roles que hasta ahora eran desconocidos.<\/p>\n\n\n\n

\u201cEstudiar los precursores de microARN y sus modos de procesamiento, es parte de lo que podr\u00edamos denominar una investigaci\u00f3n en ciencia b\u00e1sica\u201d, indica Rosatti, mientras Palatnik remarca que habiendo dilucidado este mecanismo cuentan \u201ccon el conocimiento que permite f\u00e1cilmente aplicar herramientas de edici\u00f3n g\u00e9nica para aumentar o disminuir la expresi\u00f3n de genes determinados, definiendo la cantidad de microARN que se produce en una planta y por ejemplo, llegar a controlar en una especie de inter\u00e9s comercial procesos biol\u00f3gicos muy complejos, como la floraci\u00f3n\u201d.<\/p>\n\n\n\n

La investigaci\u00f3n tambi\u00e9n es un proceso complejo, lleva mucho tiempo y puede poner a prueba la resiliencia y perseverancia de quienes dedican su vida a ella. En palabras de Palatnik: \u201cAun cuando los resultados no son los que uno espera, tienen un gran valor. Es importante tener la curiosidad siempre alerta, porque si el experimento est\u00e1 bien dise\u00f1ado, en determinado momento, las piezas empiezan a encajar dando forma a una historia incluso mucho m\u00e1s interesante, y eso es de lo m\u00e1s emocionante que tienen estos descubrimientos\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Palatnik detalla que los experimentos fueron realizados por Rosatti, junto con las entonces becarias del CONICET en el IBR, Arantxa Rojas y Bel\u00e9n Moro, y la investigadora del Consejo Irina Suarez, con financiamiento de la Agencia de I+D+i, cuya labor, destaca, fue clave para la realizaci\u00f3n del proyecto. Completan el equipo Nicol\u00e1s Bologna y Uciel Chorostecki, investigadores del Centre for Research in Agricultural Genomics (CRAG) en Barcelona y la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud, en la Universitat Internacional de Catalunya, respectivamente, quienes tambi\u00e9n contaron con becas del CONICET para realizar etapas de su formaci\u00f3n cient\u00edfica en el laboratorio de Palatnik.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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