“Si no puedes soportar el calor, sal de la cocina”. Pero, ¿y si eres una planta y eso no es posible? Resulta que tienen otras opciones. Investigadores de Japón han descubierto que las plantas pueden ganar tolerancia al calor para adaptarse mejor al futuro estrés por calor, gracias a un mecanismo particular para la "memoria" del estrés por calor.
En un estudio publicado en Nature Communications, investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara han revelado que una familia de proteínas que controlan pequeños genes de choque térmico permite que las plantas "recuerden" cómo lidiar con el estrés por calor.
El cambio climático, especialmente el calentamiento global, es una amenaza creciente para la agricultura en todo el mundo. Debido a que las plantas no pueden moverse para evitar condiciones adversas, como altas temperaturas potencialmente letales, deben poder lidiar con factores como el estrés por calor de manera efectiva para sobrevivir. Por lo tanto, mejorar la tolerancia al calor de las plantas de cultivo es un objetivo importante en la agricultura.
“El estrés por calor a menudo se repite y cambia”, dice el autor principal del estudio, Nobutoshi Yamaguchi. “Una vez que las plantas han sufrido un estrés por calor leve, se vuelven tolerantes y pueden adaptarse a un mayor estrés por calor. Esto se conoce como "memoria" del estrés por calor y se ha informado que está relacionado con modificaciones epigenéticas". Las modificaciones epigenéticas son cambios hereditarios en la forma en que se expresan los genes y no implican cambios en las secuencias de ADN subyacentes.
"Queríamos descubrir cómo las plantas conservan la memoria de los cambios ambientales", explica Toshiro Ito, autor principal. "Examinamos el papel de las proteínas JUMONJI (JMJ) en la tolerancia a la temperatura adquirida en respuesta al calor recurrente en unos pocos días".
Ahora, aquí es donde lo que aprendieron se complica para cualquiera que no tenga una comprensión sólida de la química, la estructura genética, la epigenética y cómo funciona todo junto.
Esta es su explicación científica de lo que está sucediendo:
Las proteínas JUMONJI son histonas desmetilasas. Las desmetilasas son enzimas que eliminan los grupos metilo de moléculas como las proteínas, en particular las histonas, que brindan soporte estructural a los cromosomas. El equipo reveló que las plantas son capaces de mantener la memoria de calor debido a la disminución de H3K27me3 (trimetilación de histona H3 lisina 27) en pequeños genes de choque térmico.
Ahora, aquí hay una imagen de lo que está pasando que el resto de nosotros podemos entender:
A la izquierda, ve una planta que ha sufrido estrés por calor pero que aún no se ha aclimatado. ¿Ves los pequeños círculos redondos adjuntos a cada proteína de choque térmico? Esos son los grupos metilo. A la derecha, puede ver que la pequeña proteína JUMONJI, similar a PacMan, "comió" dos de esas proteínas y, en el proceso, creó un camino de "memoria" para que la planta se aclimate y enfrente el futuro estrés por calor.
¿Y por qué nos importa?
El Sr. Yamaguchi dice:“Descubrimos que estas proteínas son necesarias para la aclimatación al calor en Arabidopsis thaliana (la planta que usaron para sus estudios). Estos resultados, junto con estudios futuros, aclararán aún más los mecanismos de memoria y adaptación de las plantas”. Él dice que esta investigación será relevante para la investigación genética en varios campos, que incluyen biología, bioquímica, ecología y ciencias ambientales y agrícolas, y es aplicable al estudio de animales y plantas.
Para el resto de nosotros, significa que, al comprender estos mecanismos, tenemos la oportunidad de ayudar a las plantas a desarrollar memorias que mejorarán su tolerancia al calor para mantener el suministro de alimentos en condiciones naturales.
Si desea leer el artículo completo, puede encontrarlo aquí:Las desmetilasas H3K27me3 alteran la expresión de HSP22 y HSP17.6C en respuesta al celo recurrente en Arabidopsis
Puede obtener más información sobre La lata de laboratorio del líder del proyecto Ito y el trabajo que está haciendo aquí .
