03
de abril 2014.
Por:
Kelly April Tyrrell.
Traducción:
Llarpo.
Para
Simon Gilroy, a veces hay que ver para creer. En este caso, se veía
a la ola de barrido de calcio en un brote de la raíz en las plantas,
un profesor de botánica de la Universidad de Wisconsin-Madison
estudia lo que le hizo un creyente.
Gilroy
y sus colegas, el 24 de marzo 2014 en un artículo en las Actas de la
Academia Nacional de Ciencias, demostraron lo que se sospechaba, pero
siempre había eludido a los científicos: que el calcio participa en
la rápida comunicación de la célula vegetal.
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| Simon Gilroy y sus colegas demostraron lo que hace mucho tiempo se sospechaba, pero siempre había eludido a los científicos: que el calcio participa en la rápida comunicación de la célula de la planta, como se descubrió en la Arabidopsis thaliana (arriba). Nadie había sido capaz de verlo antes. Crédito: Universidad del Estado de Oregon |
Es
un hallazgo que tiene implicaciones para aquellos interesados en cómo
las plantas se adaptan y en como prosperan en entornos cambiantes.
Por ejemplo, puede ayudar a los científicos agrícolas a entender
cómo hacer más a las plantas tolerantes a la sal o a la sequía.
"¿Cómo
crees que las plantas viven?" pregunta Gilroy. "Si yo te
golpeo, veo una respuesta inmediata. Te alejas. Las plantas viven en
un mundo un poco diferente. Ellas tienen sus raíces en el suelo,
literalmente, y responden al mundo, ya sea con crecimiento o con la
creación de productos químicos."
El
calcio está implicado en la transmisión de información en las
células de los seres humanos y otros animales, contrayendo los
músculos, el envío de señales nerviosas y más.
En
las plantas, los científicos creían que tenía que desempeñar
también un papel en el procesamiento de la información y el envío
de señales rápidas para que las plantas puedan responder
rápidamente a sus entornos.
Imagina
que eres una planta que va a ser comida por una oruga: "Es como
un león masticando tu pierna", dice Gilroy. "Si un insecto
está masticando tu hoja, vas al menos a determinar algo con efecto
inmediato."
Pero
nadie había sido capaz de verlo antes. Incluso el equipo de Gilroy
lo encontró por accidente.
El
equipo estaba usando un sensor específico al calcio que pensaban que
no iba a funcionar. Especulaban que podría servir como un control en
sus estudios.
Los
cambios en luminosidad del sensor en presencia de calcio, aparecen en
la pantalla como un cambio de verde a rojo a través de un proceso
conocido como transferencia de energía de resonancia fluorescente, o
FRET. Típicamente, este sensor particular es tan sensible al calcio
que es casi siempre de color rojo.
Pero
cuando los investigadores aplican tensión a la punta de las raíces
de una planta-de una alta concentración de sal de cloruro de
sodio-desencadenó una ola de color rojo que viajó rápidamente a
partir de la raíz a la parte superior de la planta.
"Éramos
como una especie de, '¿Por qué esta aún trabajando?' dice Gilroy.
"Probablemente se nos está diciendo que estábamos buscando en
el campo equivocado. Es como que sólo se podía oír a la gente
gritando y no podíamos oír la conversación. "
La
oleada de calcio, es una alineación de color rojo en una gama de
colores de otro modo verde, viajó en una escala de milisegundos,
atravesando cerca de ocho células vegetales por segundo, demasiado
rápido para ser explicada por difusión simple de sal.
"Se
ajustaba con muchos de nuestros modelos", dice Gilroy. "Pero
la idea de que se trata de una onda es un paso más allá de lo que
nuestros modelos predecían."
Dentro
de los 10 minutos de la aplicación de una pequeña cantidad de sal a
las raíces de las plantas, los genes de respuesta al estrés típicos
se encendieron en la planta.
También
fue activado la maquinaria para hacer más de un canal proteico
llamado canal de dos poros 1 (TPC1). Dentro de uno a dos minutos,
hubo 10 veces más de los bloques de construcción necesarios para
hacer el canal, que se cree que participan en la señalización del
calcio.
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| Arabidopsis thaliana en crecimiento en agua salada. La planta de la derecha tiene más canal proteico TPC1, se cree que participan en la señalización del calcio en las plantas. La planta en el centro tiene menos TPC1 de lo normal, y la otra a la izquierda se considera normal. Crédito: Won-Gyu Choi / Lab Gilroy |
Las
plantas con más canales también se hicieron más grandes y
contenían más clorofila que las plantas con TPC1 normal o mutado
cuando se cultiva en agua salada.
El
canal de proteína está presente en todas las plantas terrestres,
dice Gilroy, y se encuentra en toda la planta. Esta es una de las
muchas razones por las que sorprendió al equipo para aprender que la
ola de calcio sólo se mueve a través de las células específicas
en la planta, al igual que las señales eléctricas en movimiento a
través de las células nerviosas en los seres humanos y otros
animales.
"No
esperábamos esto", dice Gilroy. "Significa que tipos
específicos de células tienen funciones específicas ... tiene que
haber algo especial en esas células. Estamos muy al principio."
El
laboratorio está ahora estudiando la maquinaria molecular que
conforma el TPC1, para entender cómo las partes del canal trabajan.
Y
ahora que los científicos saben que el calcio conversa, el volumen
está activado. El trabajo esta sólo comenzando.
"Podemos
escuchar los gritos", dice Gilroy. "Ahora estamos tratando
de ver lo que las cuerdas vocales están haciendo."
Fuente:
Universidad de Wisconsin Madison.
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