Descubren nuevos genes que participan en el desarrollo de la raíz en las plantas

En una destacada publicación del grupo de Javier Palatnik en el IBR,  los investigadores identificaron mecanismos claves que regulan el microentorno o “nicho” donde se alojan las células madre que originan las raíces de las plantas, lo cual podría permitir el desarrollo futuro de cultivos adaptables a sequía y a suelos pobres en minerales.

María Florencia Ercoli, fue la primera autora del trabajo publicado en Plant Cell, y la revista además de destacar el artículo, subrayó y publicó su perfil.

 

Actualmente, Florencia está realizando un posdoctorado en la Universidad de California (Davis). Becaria Postdoctoral en Ciencias Biológicas, en el Instituto de Biología Celular y Celular de Rosario (IBR). Doctora en Ciencias Biológicas en el mismo Instituto. Licenciatura en Biotecnología en la Universidad Nacional de Rosario.

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En el laboratorio del Profesor Javier Palatnik en el IBR, estudiamos las redes de genes que están involucradas en el desarrollo de plantas utilizando Arabidopsis thaliana como modelo.

Particularmente estamos interesados ​​en el papel de la vía regulatoria que involucra al microARN miR396, la familia de factores de transcripción “GROWTH REGULATING FACTORs (GRFs)” y los cofactores de transcripción que interactúan con ellos, pertenecientes a la familia conocida como “ GRFs INTERACTING FACTORs (GIFs)“.

Como en el momento en que empecé a trabajar en el laboratorio gran parte del conocimiento sobre la función de este sistema se basaba en estudios de los órganos superiores de la planta, mi investigación de doctorado se centró en explorar el papel que desempeña en el desarrollo de las raíces.

Al principio nos centramos en miR396 / GRF y luego pasamos a los factores de co-transcripción GIF. Como era de esperar, la familia GIF compartió funciones con los GRF, sin embargo, un estudio detallado de su función reveló nuevas funciones que eran independientes de la formación un complejo con los GRF. Durante el proceso, no solo me interesé cada vez más en estas pequeñas proteínas, principalmente porque demostraron ser más que socios funcionales de los GRF, pero también me di cuenta de que las raíces no están en el lado equivocado de la planta.

 

En su constante búsqueda de agua y minerales disueltos, las raíces crecen en nuevas regiones del suelo. Y, para hacerlo, un grupo de células se divide y diferencia a partir de un nicho de células madre.

Ahora, la revista “The Plant Cell” describe el modo en que Palatnik y sus colegas determinaron el grupo de factores necesarios para que ese nicho se establezca de manera adecuada.

Mediante experimentos con Arabidopsis thaliana (un modelo vegetal que comparte genes con el trigo, maíz y otros cultivos), los investigadores comprobaron que tres genes -GIF1 o AN3, GIF2 y GIF3– son cruciales para el normal desarrollo del nicho, en particular de una región especifica llamada centro quiescente.

“Inesperadamente, constatamos que los tres genes tienen dos funciones diferentes. No sólo regulan a las células madre sino también la proliferación de células que derivan de ese nicho”, afirmó la doctora María Florencia Ercoli, primera autora del estudio y también investigadora del IBR.

Las herramientas generadas en este trabajo pueden ser aplicadas para modificar la estructura del sistema radicular (raíces) de plantas de interés agronómico, afirmaron Palatnik y Ercoli. Por ejemplo, se podría intentar aumentar la expresión del gen GIF1, que aumenta la velocidad de crecimiento de las raíces.

Del avance también participaron Antonella Ferela, Juan Manuel Debernardi, Ana Paula Perrone y Ramiro Rodríguez, también del IBR.