Desentrañando los controles genéticos del crecimiento de las raíces de las plantas
Los tallos y las raíces se forman alrededor del xilema, formado a su vez por células huecas y largas que actúan como canales –para transportar agua y minerales en la planta- y como material estructural. La fuerza estructural del xilema proviene de una pared celular secundaria que se encuentra dentro de la pared celular más externa, que está hecha ya sea de fibras helicoidales o de capas perforadas. Esta pared celular secundaria está hecha a partir de tres moléculas: celulosa, hemicelulosa (que son esencialmente azúcares), y lignina, que proporciona la fuerza.
La estudiante de postgrado la UC Davis Mallorie Taylor-Teeples, en trabajo conjunto con Siobhan Brady, profesor asistente de biología vegetal de la UC Davis, Sam Hazem de la U. de Massachusetts Amherst y otros, clonaron 50 genes involucrados en la producción de celulosa, hemicelulosa y lignina de la planta Arabidopsis y monitorearon sus interacciones con más de 460 factores de transcripción, o genes que activan o desactivan otros genes.
Con la ayuda del científico informático de a UC Davis Ilias Tagkopoulos y colegas del Centro Genómico de la UC Davis, los investigadores pudieron construir una red que muestra cómo los diferentes genes y factores de transcripción se conectan unos con otros. Los resultados fueron publicados online el 24 Diciembre del 2014 en la revista Nature.
“Esta es la primera vez que una red así ha sido elaborada a este nivel en una planta”, señaló Brady. “Nos ayuda a pensar sobre cómo estas redes se pueden controlar y manipular”.
Notablemente, la red contiene un gran número de “circuitos de retroalimentación”, señaló Brady. Un ejemplo de un circuito de retroalimentación: el factor de transcripción X actúa sobre el factor Y, que a su vez actúa sobre el gen Z. Tales sistemas son bien conocidos en otras redes de control, reduciendo el “ruido” aleatorio y permitiendo una coordinación precisa de los diferentes pasos sin un centro regulador.
Los investigadores pudieron también estudiar cómo el sistema reacciona a los diferentes tipos de cambios ambientales. Por ejemplo, privar a las células de las raíces de hierro, promueve la producción de lignina, lo que incrementa la captación de hierro. Pero exponer a las células a la sal, causa una respuesta diferente en la que las células del xilema proliferan para aumentar el transporte de agua.
Entender la red de controles que influencia el contenido de lignina, celulosa y hemicelulosa puede eventualmente ayudar a los mejoradores de plantas para crear variedades mejor adaptadas para la producción de biocombustibles, señaló Brady.
Fuente: Eurekalert.org
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