MADRID, 10 Nov. (EUROPA PRESS) -
Un grupo de investigadores, con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha conseguido elucidar la estructura tridimensional (a nivel atómico) de uno de los receptores, denominado PYR1, de la hormona ácido abscísico (ABA). Esta hormona es clave para que las plantas afronten las situaciones de sequía y los investigadores han conseguido describir cómo el receptor PYR1 interactúa con la fitohormona para desencadenar la respuesta de la planta al estrés hídrico.
El resultado, que aparece publicado este martes en la versión on line de la revista Nature, favorecerá el desarrollo de moléculas sintéticas que mimeticen el efecto del ABA,
superando las limitaciones del uso de esta fitohormona en agricultura, dado que es
sensible a la luz y su síntesis química resulta cara. Con este trabajo se sientan las
bases para identificar estas moléculas en el campo de la resistencia a sequía.
Como explica el investigador del CSIC Pedro Rodríguez Egea, que ha participado en
el estudio: "Estos resultados permitirán en un futuro plantear abordajes fitosanitarios,
mediante el diseño de moléculas sintéticas que activen el receptor para que la planta
responda al estrés hídrico y puedan ser aplicadas mediante pulverización ante
situaciones de sequía".
En estudios anteriores, el grupo liderado por el investigador del CSIC había
participado en el descubrimiento de los receptores de la fitohormona ABA (14
miembros de una familia génica). En esta investigación se ha trabajado con uno de
los miembros de la familia, el receptor PYR1, del que se ha conseguido resolver su
estructura atómica.
"Ello nos permite conocer las coordenadas atómicas del 'bolsillo' donde encaja la
hormona. Con esta información estamos actualmente buscando moléculas sintéticas
que encajen en esas coordenadas o espacio atómico --solamente aquellas que
encajen activarán el receptor y desencadenarán la respuesta hormonal--
Potencialmente, algunas de esas moléculas pueden ser agonistas sintéticos que
activen la ruta de señalización de la hormona, para que la planta consiga resistir la
sequía", aclara Pedro Rodríguez.
La investigación se ha desarrollado por el grupo de investigación dirigido por Pedro
Rodríguez en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas -centro mixto del
CSIC y la Universidad Politécnica de Valencia, con sede en esta ciudad- y por un
equipo de investigadores liderado por José Antonio Márquez, en el Laboratorio
Europeo de Biología Molecular (EMBL), con sede en Grenoble (Francia).
ABA Y SU 'BOLSILLO'
Las plantas tienen hormonas de estrés que producen naturalmente y que en
condiciones adversas les permiten organizar su respuesta adaptativa. Por ejemplo,
el ABA es una hormona crucial para coordinar la respuesta ante situaciones de
sequía. El mecanismo de acción de los receptores del ABA está basado en la
inhibición de unas proteínas fosfatasa de tipo 2C (PP2C) que actúan como freno de
la ruta de ABA. "En otras palabras, la percepción del ABA por estos receptores
conduce a la eliminación del freno fisiológico a la respuesta hormonal", aclara Pedro
Rodríguez
Sin embargo, hasta la publicación de este estudio se desconocía el proceso por el
cual se conseguía inhibir a las PP2C. Los investigadores han observado que la
estructura cristalina de PYR1 presenta una cavidad donde se acomoda el ABA (el
'bolsillo' de unión del ABA) y un canal de entrada a esa cavidad, que permanece
abierto en ausencia de ABA. Cuando el ABA entra en la cavidad a través de ese
canal, PYR1 se 'cierra' sobre la hormona (como un pulpo sobre su presa),
atrapándola y generando además una plataforma de interacción que es capaz de
inactivar una molécula de PP2C. Es decir, "el ABA, mediante la unión a PYR1,
secuestra moléculas de PP2C, las cuales ya no pueden bloquear la respuesta a
estrés. Se pone así en marcha la resistencia a la sequía", concluye el investigador
del CSIC.
