Los autores del artículo han logrado, en concreto, descifrar el mecanismo de acción del jasmonato, una hormona que las plantas emplean como señal de peligro. La misión de esta pequeña molécula es actuar de centinela y avisar de una amenaza exterior, en forma de animal herbívoro, hongo o bacteria.
El investigador del CSIC y director del trabajo explica que “una de las primeras respuestas de la planta ante la infección por un patógeno o la aparición de una herida, como la causada por la mordedura de un herbívoro, es la síntesis de jasmonato”.
Esta hormona pone en marcha una batería de genes de defensa, a través de un proceso de transmisión que, hasta ahora, no se conocía en detalle. La investigación, en la que han participado científicos del Centro Nacional de Biotecnología (del CSIC), en Madrid, y de la Universidad Miguel Hernández de Elche, ha permitido cerrar el círculo al identificar una familia de proteínas represoras, bautizadas por los investigadores como JAZ (abreviatura de jasmonate zim-domain proteins), que representaban el eslabón perdido en la cadena de transmisión de la señal del jasmonato.
El estudio confirma que, en ausencia de la hormona, las JAZ se unen a los factores de transcripción y les impiden actuar. En cambio, cuando aparece un peligro, la planta produce jasmonato, como señal de alarma, que se une a un receptor e induce la eliminación de las JAZ. Este proceso de degradación de las proteínas libera a los factores de transcripción, activa a sus genes diana y desencadena la respuesta de defensa. En ausencia de peligro, esta batería de genes de defensa permanece en cambio inactiva.
El investigador del CSIC destaca la relevancia que puede llegar a tener este hallazgo en el desarrollo de soluciones agronómicas y medioambientales frente a las amenazas del cambio climático para las actuales condiciones de vida en la Tierra.
UN SISTEMA DE ALARMA COMPLEJO
Solano explica que las plantas, al contrario que los animales, han elegido la inmovilidad a lo largo de su historia evolutiva, por lo que para sobrevivir se han visto obligadas a desarrollar complejos sistemas de alarma, protagonizados por hormonas que, como el jasmonato, perciben el peligro y desencadenan reacciones de defensa química contra los invasores.
Desde su descubrimiento, hace 45 años, en el aroma del jazmín (al que debe su nombre, del inglés jasmine), existen numerosas evidencias de que el jasmonato es fundamental para la supervivencia de las plantas en la naturaleza, dado que regula su respuesta a muchas situaciones de estrés, como el ataque de patógenos o insectos, la sequía o variaciones extremas de la temperatura ambiental.
Solano recuerda que recientemente se ha descrito la actividad antitumoral del jasmonato en células animales en cultivo, sin que se conozca de momento el mecanismo molecular que subyace a esta actividad. “La comprensión del mecanismo de acción de esta hormona en las plantas podría tener también importantes repercusiones en la investigación y terapia del cáncer”, apunta al respecto el investigador del CSIC.
El coordinador del estudio opina que, teniendo en cuenta lo importantes que son las plantas para la vida humana, es sorprendente lo poco que aún se sabe acerca de sus mecanismos de percepción de señales: “Aunque se han identificado alguno de los genes que participan en la percepción y en la respuesta a las señales ambientales, todavía queda mucho por aprender sobre cómo actúan y como se coordinan a nivel molecular, celular, tisular y del organismo en su conjunto”.
Los experimentos se han desarrollado en Arabidopsis thaliana, una crucífera, pariente cercano del rábano, la col, la colza, la mostaza y el alhelí, universalmente utilizada como planta modelo para la investigación vegetal.
Solano resume las ventajas de este modelo vegetal: “[La Arabidopsis thaliana] es diminuta, fácilmente manejable en el laboratorio, muy prolífica, produce hasta ocho generaciones al año y tiene uno de los genomas más pequeños del reino vegetal, que ha sido totalmente secuenciado”.
ESPAÑOLES EN ‘NATURE’
Hasta la publicación de este artículo, la revista británica Nature, recién galardonada junto a su rival estadounidense Science con el Premio Príncipe de Asturias de Comunicación y Humanidades, sólo había publicado dos artículos principales firmados en exclusiva por grupos de investigación españoles.
Los dos artículos anteriores, ambos estudios con la mosca del vinagre, (Drosophila melanogaster), contaron también con la firma de sendos grupos del CSIC. El primero, en 1985, el de Ginés Morata, flamante premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica junto a su colega Peter Lawrence; y el anterior, en 2006, el de María Domínguez (en colaboración con Jorge Bolívar, de la Universidad de Cádiz).
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