A medida que las condiciones climáticas se vuelven cada vez más impredecibles, comprender cómo responden las plantas al frío es crucial para garantizar la resiliencia de los cultivos en el futuro.
En su tesis doctoral, Varvara Dikaya, de la Universidad de Umeå, ha estudiado la proteína PORCUPINE, que desempeña un papel fundamental en la adaptación de las plantas a las bajas temperaturas. Su investigación revela que esta proteína forma parte de múltiples vías de señalización interconectadas que ayudan a las plantas a sobrevivir.
Las plantas no pueden buscar refugio del frío, sino que deben adaptarse a nivel celular. Gran parte de la investigación sobre las respuestas de las plantas al frío se ha centrado en moléculas como los aminoácidos y los azúcares que evitan la congelación y en los mecanismos básicos de la respuesta a la temperatura. Sin embargo, hay muchos actores nuevos que aún no están conectados con el panorama general.
La investigación de Varvara Dikaya arroja luz sobre una parte esencial de este rompecabezas: el empalme del ARN, un proceso que determina qué proteínas se producen en las células de una planta.
«El empalme actúa como un eje central que controla el flujo de información del ADN al ARN, definiendo qué proteínas se sintetizan a partir de un gen determinado», explica Varvara Dikaya, estudiante de doctorado en el Departamento de Fisiología Vegetal de la Universidad de Umeå y el Centro de Ciencias Vegetales de Umeå.
La proteína que estudió, PORCUPINE, se descubrió porque las plantas con una mutación en este gen se volvieron particularmente sensibles al frío. El nombre proviene de la forma puntiaguda de la punta de los brotes en estos mutantes.
«El mutante PORCUPINE parece normal en condiciones de temperatura ambiente, pero no puede desarrollarse adecuadamente en caso de una caída de temperatura, incluso leve. Ya a 16 grados, el mutante desarrolla raíces más cortas con una mayor densidad de pelos radiculares y rosetas mucho más pequeñas de lo normal. Esto es muy especial».
La investigación de Dikaya revela que PORCUPINE está involucrado en múltiples procesos celulares. Por un lado, las temperaturas más frías aumentan la cantidad de ARN de PORCUPINE en las células, lo que sugiere que se produce más proteína. Por otro lado, esta proteína es parte del espliceosoma, un complejo molecular que modifica el ARN antes de que se traduzca en proteínas.
Dikaya y sus colegas también identificaron varios genes regulados por PORCUPINE que juegan un papel clave en cómo las plantas responden a los cambios de temperatura.
«Nuestros hallazgos muestran la complejidad de la respuesta al frío en las plantas. Es importante comprender todos los aspectos e identificar mecanismos fundamentales que puedan aplicarse más adelante de manera práctica. Este conocimiento será esencial para crear plantas más resilientes capaces de soportar los desafíos ambientales en el futuro, aunque todavía queda un largo camino por recorrer».
Más información: Broken Sm-ring: una búsqueda del origen de la sensibilidad al frío del mutante de empalme SmE1 de A. thaliana. umu.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2 %3A1933796&dswid=-6264
