Orgánulo responsable de la fotosíntesis también participaría en la defensa inmune de las plantas

Un equipo de investigadores de la Universidad de Delaware revela nuevos detalles sobre el sistema inmune de las plantas. En el descubrimiento estaría implicado el cloroplasto, famoso por el proceso de fotosíntesis, pero con un papel desconocido en la defensa de la planta. Esta nueva información podría ayudar a los agricultores a prevenir la pérdida de cultivos.

 

 

Los cloroplastos son las máquinas verdes definitivas: orgánulos de las células vegetales que convierten la luz del sol en alimento en un proceso bastante famoso conocido como fotosíntesis.

Pero tienen otro papel de valor crítico para la vida de las plantas. Son parte del cuerpo de la señal que alerta al sistema inmune de la planta ante amenaza del peligro, si es por un ataque enemigo o un estresor ambiental.

Ahora, la Universidad de Delaware y sus colaboradores en la Universidad de California-Davis han descubierto nuevos detalles de cómo los cloroplastos se mueven en tiempos de problemas. Es el tipo fundamental de información de investigación que ayuda a los científicos a comprender la biología vegetal y podría ayudar a los agricultores a prevenir la pérdida de cultivos.

Sus hallazgos fueron publicados en eLife Sciences.

Usando técnicas de bioimagen en el Instituto de Biotecnología de Delaware, un equipo dirigido por Jeffrey Caplan, director del Centro de Bioimagen, ha demostrado que los cloroplastos se transforman en formas dramáticamente diferentes cuando se aproxima el peligro, enviando partes huecas similares a brotes llamadas “estrómulos” como parte de la respuesta inmune de la planta Estos estrómulos luego se conectan al núcleo de la célula y parecen guiar a los cloroplastos a sus puestos asignados.

Los investigadores aún no saben si los estrómulos actúan como escoltas o proporcionan el ímpetu para este tránsito, o ambos. Pero las imágenes muestran una correlación directa.

“Esto podría apuntar a nuevos métodos para la protección de cultivos contra diversos patógenos”, dijo Caplan. “Esta es una respuesta básica, no específica de ningún patógeno”.

Para este estudio, se usaron células de una planta de tabaco (Nicotiana benthamiana) que tiene muchas propiedades de valor para estudio e imagen.

Se utilizaron proteínas fluorescentes para marcar las estructuras en las células, los estrómulos y el citoesqueleto, y esos marcadores permitieron monitorear las estructuras con microscopía confocal de barrido láser. Un microscopio confocal, parte de la amplia caja de herramientas en el Centro de Bioimagen del DBI, permite a los científicos capturar imágenes tridimensionales de moléculas.

Del mismo modo, pueden ver la relación entre los estrómulos, los microtúbulos y los filamentos de actina que actúan como puntos de anclaje a medida que los estrómulos avanzan.

Hay mucho que ver, incluso en el más pequeño de los contextos pequeños, donde los estrómulos varían en tamaño de 1 micra a 10s de micras, hasta 100 micras.

Guiados (o quizás propulsados) por los estrómulos, los cloroplastos se agrupan alrededor del núcleo de la célula a medida que se desarrolla la batalla contra un patógeno. Los investigadores han descubierto que el aumento de la formación de estromulación también acelera la respuesta inmune de una planta.

La investigación futura puede basarse en esta nueva comprensión de estrómulos para ver si el cambio de algunas de las dinámicas puede ayudar a una planta a resistir el daño de las enfermedades y otros factores estresantes.