Los seres humanos apreciamos la belleza de las flores desde hace siglos. Sin embargo, las flores no son sólo estéticamente agradables, sino que también desempeñan un papel crucial en la reproducción de las plantas.
Por Margaret Osborne, Laboratorio Cold Spring Harbor
En todas ellas, un gen muy estudiado, con un nombre curioso, el de Órganos Florales Inusuales (UFO), organiza el proceso de floración. La expresión de UFO depende de otro proceso complejo llamado cisregulación, que ha permanecido como una «caja negra» de la investigación en biología vegetal durante años.
Ahora, utilizando la edición genética CRISPR, el profesor del Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL) e investigador del HHMI Zachary Lippman y sus colegas han comenzado a descubrir las formas en que los fragmentos de ADN no codificante llamados secuencias cisreguladoras dictan cómo, cuándo y a qué nivel se expresa UFO. La investigación se publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences .
Lippman afirma que este trabajo podría ayudar algún día a los investigadores a tomar mejores decisiones sobre qué genes manipular para obtener cultivos más deseables. Explica: «Podríamos haber elegido muchos otros genes. Elegimos este porque estaba bastante claro que iba a tener ese tipo de control exquisito. Esto se debe a que la flor es una estructura compleja y los genes que controlan su desarrollo están muy regulados en el tiempo, el espacio y los niveles».
Los investigadores se centraron en dos plantas con flores distantemente relacionadas : el tomate y la Arabidopsis. En primer lugar, identificaron secuencias de ADN que no codifican proteínas, pero que siguen estando presentes en el segmento de ADN que activa y desactiva el UFO en ambas plantas.
El mero hecho de que las secuencias estén conservadas las convierte en buenas candidatas para la selección, afirma Lippman. «Es un buen indicio de que esas secuencias han sido seleccionadas por la evolución porque son importantes para controlar la expresión genética «. Sin embargo, añade,
«No puedes saberlo hasta que hagas mutaciones en esas secuencias y veas qué sucede».
Lippman y su equipo manipularon esas secuencias no codificantes con CRISPR para ver cómo afectaría a la formación de flores. Descubrieron que las secuencias tienen un fuerte impacto en la floración en ambas plantas. Sin embargo, las manipulaciones afectan a cada especie de manera diferente. Por ejemplo, la eliminación de una determinada secuencia en los tomates dio como resultado la formación de flores, pero la eliminación de la secuencia correspondiente en Arabidopsis suprimió la floración.
«Es fascinante que distintas deleciones tuvieran efectos opuestos en la floración», afirma Amy Lanctot, investigadora posdoctoral del CSHL. «Parece que estas secuencias actúan juntas para equilibrarse entre sí y garantizar que las plantas florezcan en el lugar y el momento adecuados».
El hallazgo podría ayudar a los biólogos a entender mejor cómo los fragmentos cisreguladores controlan la función de los genes. «El objetivo es llegar a una mejor comprensión de la complejidad funcional del ADN cisregulador», afirma Lippman. «Si podemos hacer eso, podremos determinar mejor qué secuencias queremos mutar y qué tipo de mutaciones queremos realizar».
Más información: Amy Lanctot et al, Antagonizing cis- regulatory elements of a conserved blossoming gene mediate developmental robustness, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 10.1073/pnas.2421990122
