Descubren nuevas claves de la adaptación de las plantas ante la sequía

Dos trabajos liderados por el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València, acerca de los mecanismos moleculares que permiten a las plantas sobrevivir ante la sequía y que podrían ayudar en la mejora de sus procesos defensivos en regiones áridas, han sido publicados en la revista Plant Cell.

En el primer trabajo, los investigadores han logrado identificar dos proteínas, denominadas RGLG1 y RGLG5, que median en la degradación de varios represores de la ruta de señalización del ácido abscísico (ABA), una hormona clave para que las plantas afronten las situaciones de sequía. En el segundo trabajo, los científicos han identificado una nueva ruta de degradación de los receptores del ABA; una ruta que ayuda a regular el recambio de los receptores y la señalización de esta hormona responsable de cómo las plantas reaccionan al estrés ambiental.

Las plantas cuentan con un gran arsenal de proteínas que sirven para degradar los represores de sus respuestas adaptativas cuando es preciso. En la naturaleza, las plantas encuentran situaciones de estrés ambiental que pueden ser transitorias o sostenidas; por ello, las plantas necesitan un doble mecanismo, de inhibición y degradación, que permita eliminar el “freno” a la respuesta adaptativa a las distintas condiciones ambientales, proporcionándoles así mayor versatilidad.

El investigador del CSIC en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP) y coordinador de ambos trabajos, Pedro L. Rodríguez, explica que “nuestro grupo de investigación había participado anteriormente en la identificación de los receptores que inhiben la función de las fosfatasas represoras de la ruta de señalización celular del ABA. En este trabajo hemos identificado las proteínas RGLG1 y RGLG5, que son enzimas que facilitan la degradación de las fosfatasas. Con ello se completa un doble mecanismo para eliminar el freno de las fosfatasas y permitir así activar la ruta de señalización de la hormona para afrontar la sequía”.

La actividad de las rutas de señalización celular viene determinada por la regulación de la vida media de las proteínas. El segundo de los trabajos, liderado por los investigadores del IBMCP, ha permitido descubrir una vía inesperada, la ruta ESCRT, a través de la cual se promueve la degradación de los receptores de ABA. “Los receptores que ejercen su función en el citosol o en el núcleo de las células se suelen degradar en un complejo proteico llamado proteasoma. En esta ocasión hemos observado que existe una segunda vía de degradación en la que los receptores de ABA que actúan en la membrana celular viajan a través del sistema endosomal mediante la maquinaria ESCRT y, finalmente, alcanzan otro destino celular, la vacuola, donde también se degradan las proteínas. Ralentizar esta vía nos permite aumentar la vida media de los receptores y, por ejemplo, disminuir la transpiración de la planta”, añade Pedro L. Rodríguez.

Estos dos trabajos, liderados por el IBMCP (CSIC-UPV) han sido desarrollados en colaboración con investigadores de la Universidad de Pekín, en el primer caso, y la Universidad de Guelph (Canadá), la Universidad de Hong Kong (China) y la Universidad de Gante (Bélgica), en el segundo caso. Los resultados obtenidos podrían servir en un futuro para cultivar plantas capaces de sobrevivir a las sequías.