Entender cómo las plantas procesan la luz es un objetivo clave para mejorar cada vez más los rendimientos de los cultivos. La luz ayuda a las plantas a saber cuándo crecer y florecer en el momento adecuado gracias a una gran variedad de fotorreceptores capaces de captar múltiples longitudes de onda.
Una reciente investigación, liderada por el profesor adjunto del Laboratorio de Cold Spring Harbor (CSHL) Ullas Pedmale, ha descubierto cómo las proteínas UPB12 y UBP13 ayudan a regular un fotorreceptor llamado criptocromo 2 (CRY2). Su descubrimiento podría revelar nuevas formas de controlar el crecimiento, con implicaciones más allá de la agricultura, ya que los fotorreceptores CRY, comunes tanto en las plantas como en los seres humanos, están relacionados con enfermedades como el cáncer, la diabetes y varios trastornos cerebrales.
“Mientras que el crecimiento descontrolado en las plantas las hace menos viables, el crecimiento descontrolado en los humanos provoca cáncer. Si entendemos cómo se produce este crecimiento podremos conseguir optimizar el rendimiento de los cultivos y, en los humanos, encontrar nuevos métodos para luchar contra estas enfermedades”, afirma Pedmale.
Manipulando el fotorreceptor CRY2 para aumentar la floración
Las plantas necesitan la cantidad correcta de CRY2 para saber cuándo crecer y florecer. Pedmale y la ex becaria postdoctoral Louise Lindbäck descubrieron que la manipulación de UBP12 y UBP13 puede cambiar la cantidad de CRY2 en las plantas.
En concreto, se encontraron con que el aumento de UBP12 y UBP13 reduce los niveles de CRY2, haciendo que las plantas ‘pensaran’ que no había suficiente luz, y en respuesta a esto, desarrollando tallos más largos.
“Hemos encontrado una forma de entender el crecimiento, pudiendo afectarlo sólo con la manipulación de dos proteínas. Esto implica la posibilidad de aumentar la floración en las plantas, y por tanto mejorar el rendimiento de los cultivos”, explica Pedmale.
Los investigadores no sabían exactamente cómo UBP12 y UBP13 regulaban el CRY2. Al examinar más de cerca el proceso se encontraron con algo sorprendente. En los seres humanos y otros organismos, las versiones de UBP12 y UBP13 protegen a los fotorreceptores CRY de la degradación. Pero en las plantas, el equipo vio lo contrario. En realidad, UBP12 y UBP13 ayudaban a degradar CRY2.
“Por investigaciones anteriores, se sabe que si se encuentra una interacción como esta, protegerá de la degradación. Sin embargo, después de repetir el proceso varias veces, nos encontramos que en lugar de proteger a CRY2, hace que este se degrade”, detalla Lindbäck, que actualmente es ingeniera de investigación y desarrollo en Nordic Biomarker (Suecia).
Los resultados de la investigación fueron publicados recientemente en Current Biology. Pedmale espera que su descubrimiento ayuda a los investigadores a mejorar el rendimiento de los cultivos, así como a la investigación del cáncer: “Mis colegas del CSHL trabajan duro para entender el cáncer. Nosotros lo estamos abordando desde un ángulo diferente con las plantas”.
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