Plantas superan el hambre con la ayuda de la autofagia

A la derecha, planta privada de digestión autofágica
MASANORI IZUMI
Actualizado 13/03/2018 12:26:44 CET

   MADRID, 13 Mar. (EUROPA PRESS) -

   Las plantas activan la autofagia en sus células de la hoja para derivar aminoácidos que se usan para sobrevivir en condiciones de escasez de energía.

   Este descubrimiento de investigadores de la Universidad de Tohoku, Japón, muestra que la utilización de aminoácidos en las plantas puede controlarse mediante la manipulación de la autofagia.

   Las plantas usan energía solar para crecer a través de un proceso conocido como fotosíntesis. Las reacciones de fotosíntesis ocurren en los cloroplastos, que son los compartimentos intracelulares en los órganos verdes, principalmente en las hojas.

   En la naturaleza, las plantas no pueden obtener suficiente energía solar cuando las plantas vecinas las protegen del sol. La luz solar insuficiente debido a un clima inusual o desastres naturales como las inundaciones inhibe fuertemente la adquisición de energía en las plantas de cultivo. Por lo tanto, muchos investigadores están interesados en cómo las plantas hacen frente a la falta de energía solar.

   Masanori Izumi y Hiroyuki Ishida, de la Universidad de Tohoku, habían demostrado anteriormente que los cloroplastos vegetales se digieren activamente a través de un proceso de autofagia en condiciones de poca luz. La autofagia es el proceso por el cual las células eucariotas consumen la porción de proteínas intracelulares.

   El grupo de investigación se centró en el papel preciso de la autofagia dirigida al cloroplasto en la estrategia de supervivencia de la planta bajo estrés de baja energía. "Presumimos que la autofagia asociada a los cloroplastos está estrechamente relacionada con el metabolismo de los aminoácidos en plantas que carecen de energía", dijo Izumi.

   Según el estudio, cuando los pantalones de Arabidopsis thaliana están expuestos a la oscuridad total, pueden seguir creciendo durante varios días; La digestión autofágica de las proteínas del cloroplasto se activa rápidamente y los niveles de aminoácidos aumentan. Esta respuesta durante la etapa temprana de estrés energético se suprime en las plantas mutantes que carecen de maquinaria de autofagia.

   El grupo también encontró que los niveles de aminoácidos de cadena ramificada aumentan en Arabidopsis de tipo salvaje; por el contrario, el aumento de los BCAA está fuertemente comprometido en los mutantes.

   "Los mutantes que carecen de las enzimas necesarias para la reutilización de BCAA como fuente de energía también mostraron una tolerancia reducida al estrés por hambre, esperamos que las vías de reutilización de autofagia y BCAA cooperen en las plantas para superar ese estrés", explicó Izumi en un comunicado.

   El reciclaje de aminoácidos es importante en la productividad de los cultivos, ya que los aminoácidos derivados de la descomposición de las proteínas se movilizan y se almacenan en las semillas de los cultivos de cereales antes de la cosecha. Los hallazgos actuales sugieren que la manipulación de la autofagia permite a las plantas modificar su uso de aminoácidos.

   Los investigadores creen que una mayor elucidación de los mecanismos de regulación de la autofagia del cloroplasto podría proporcionar nuevas vías para mejorar la calidad o la productividad en el cultivo de cereales.