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Éxito en la promoción del crecimiento de plantas para biodiesel

Fig. 1: En la célula vegetal, los filamentos de actina, que son proteínas citoesqueléticas, se estiran. La miosina XI de la planta unida a los orgánulos se mueve direccionalmente sobre estos filamentos de actina, lo que da como resultado un transporte intracelular activo llamado flujo citoplasmático. La miosina XI unida al orgánulo se mueve sobre los filamentos de actina como si caminara alternando dos dominios motores. Crédito: Motoki Tominaga

En los Programas de Investigación Básica Estratégica de JST, un grupo dirigido por Zhongrui Duan (Investigador, Universidad de Waseda) y Motoki Tominaga (Profesor Asociado, Universidad de Waseda) logró promover el crecimiento de las plantas…….


por la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón


En los Programas de Investigación Básica Estratégica de JST, un grupo dirigido por Zhongrui Duan (Investigador, Universidad de Waseda) y Motoki Tominaga (Profesor Asociado, Universidad de Waseda) logró promover el crecimiento de las plantas y aumentar el rendimiento de semillas mediante la expresión heteróloga de proteína de Arabidopsis (modificada artificialmente proteína motora de velocidad) en Camelina sativa, que se espera sea una planta útil para biodiesel.

El flujo citoplasmático se ve en las células vegetales desde las algas hasta las plantas superiores como un fenómeno de movimiento citoplasmático activo con orgánulos, como el retículo endoplásmico y las mitocondrias. Se sabe que el flujo citoplásmico se genera por el deslizamiento de la proteína motora miosina XI, que se une a los orgánulos, a lo largo del citoesqueleto que constituyen los filamentos de actina. Previamente, el grupo de investigación logró promover el crecimiento y aumentar el tamaño de la planta modelo Arabidopsis mediante el desarrollo de miosina de tipo de alta velocidad. Se esperaba que esta tecnología se aplicara a otras especies de plantas además de Arabidopsis.

En este estudio, el grupo de investigación demostró que el aumento del rendimiento de semillas y la promoción del crecimiento de tallos y hojas en Camelina podría lograrse mediante la expresión heteróloga de un gen de miosina XI de tipo de alta velocidad derivado de Arabidopsis en Camelina.

Considerando el aumento del rendimiento de semilla en Camelina posibilitado por la expresión de miosina XI de tipo de alta velocidad, se espera que aumente la productividad del biodiesel por unidad de área. En el futuro, se espera aumentar la productividad y la calidad del aceite de camelina al coexpresar los genes relacionados con la síntesis de grasas y la modificación de la composición de ácidos grasos con la miosina XI de tipo de alta velocidad. Además, como el grupo demostró que la promoción del crecimiento de las plantas por la miosina XI de tipo de alta velocidad también es eficaz en otras especies de plantas distintas de la planta modelo Arabidopsis, también se espera el desarrollo de aplicaciones, como la reducción de CO 2 y biomasa. aumentando la producción de recursos vegetales, como maíz, arroz, caña de azúcar y jatrofa.

Fig. 2: Aumento del tamaño de Arabidopsis thaliana por la miosina XI de alta velocidad La miosina XI de alta velocidad se desarrolló reemplazando el dominio motor de la miosina XI de Arabidopsis, que determina la tasa de flujo citoplásmico, con el dominio motor de Chara corallina.  La expresión de alta velocidad de miosina XI aumenta el tamaño de las plantas (Arabidopsis thaliana) concomitantemente con la elevación de la velocidad de flujo citoplásmico.  Crédito: Motoki Tominaga
Fig. 3: La miosina XI de alta velocidad promueve el crecimiento de la camelina y aumenta el número de semillas.  Se encontró que la expresión de la miosina XI-2 de Arabidopsis de alta velocidad promueve el crecimiento de la camelina y aumenta el número de semillas (barra de escala: 10 cm). Crédito: Motoki Tominaga

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