Una familia de proteínas responsable de la producción de celulosa en plantas frente a estrés salino

Un equipo de investigadores del Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea IHSM La Mayora, centro mixto entre la Universidad de Málaga y el CSIC, ha identificado una familia de proteínas denominada TTLs que forman parte de los complejos celulosa sintasa y que intervienen en la producción de este material vegetal cuando la planta se encuentra en condiciones de estrés por concentraciones altas de sal. 


Málaga |
21 de noviembre de 2022

Un equipo de investigadores del Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea IHSM La Mayora, centro mixto entre la Universidad de Málaga y el CSIC, ha identificado una familia de proteínas denominada TTLs que forman parte de los complejos celulosa sintasa y que intervienen en la producción de celulosa cuando la planta se encuentra en condiciones de estrés salino, un trabajo que ha sido recientemente publicado en la revista Science Advances.

El investigador del departamento de Biología Molecular y Bioquímica de la UMA Miguel Ángel Botella señala que el 25 por cierto de la materia orgánica de los seres vivos está compuesta por celulosa, un material fibrilar que sirve de soporte a la célula vegetal, la protege de condiciones ambientales adversas y dirige su crecimiento. Esta inmensa cantidad de celulosa se sintetiza por un complejo proteico denominado celulosa sintasa que, situado en la membrana plasmática, usa glucosa del interior de la célula y lo polimeriza en el exterior celular.

celulosa

Este trabajo científico ha sido desarrollado por investigadores del IHSM, centro mixto de la Universidad de Málaga y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

El investigador de la UMA explica que esta fibra a su vez sirve como motor para que estos complejos se desplacen en la membrana a una velocidad aproximada de 1 cm por año. “Además de su importancia en condiciones óptimas de crecimiento, la biosíntesis de celulosa es, además, muy dependiente de las condiciones medioambientales”, reconoce en este sentido.

Por ejemplo, cuando una planta se encuentra en condiciones de una alta salinidad, los complejos que sintetizan celulosa se internalizan y al cabo de 24 horas vuelvan a poblar la membrana plasmática donde se sintetiza una celulosa adaptada a las nuevas condiciones ambientales.

Hasta hoy, se pensaba que estos complejos que sintetiza celulosa estaba formado por 4 proteínas distintas, identificándose el último componente en 2015. En este artículo publicado en la revista Science Advances, el equipo científico del Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea (IHSM-UMA-CSIC), en colaboración con un grupo del ETH de Zúrich ha descrito, precisamente, que mientras una fracción de las proteínas TTLs forman parte de los complejos celulosa sintasa de manera constitutiva, estreses como una concentración alta de sal provoca que otra fracción de las TTLs localizadas en el interior celular se unan complejo celulosa sintasa. Esto es esencial para que los complejos celulosa sintasa vuelva a repoblar la membrana plasmática y retomar la síntesis celulosa permitiendo el crecimiento en condiciones ambientales adversas.

“Si bien este estudio se ha hecho en una planta modelo, las proteínas caracterizadas en este estudio están presentes en todas las plantas superiores, incluidos las plantas de cultivos”, afirma Botella, quien añade que conocer los mecanismos de cómo las plantas sintetizan o modifican la celulosa en condiciones de estrés permitirá trasladar este conocimiento para mejorar su respuesta a nuevas condiciones climáticas. De hecho, este grupo está ya trasladando este conocimiento a plantas de tomate.

La celulosa constituye la materia prima del papel y de los tejidos de fibras naturales. Por tanto, la modificación controlada de la celulosa tiene una aplicación tecnológica inmediata.


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