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Investigadores hallan gen que le permite a las plantas adaptarse a condiciones de calor extremo y patológicas

Investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) y del Centro de Ciencia de Recursos Sostenibles de RIKEN descubrieron que la Arabidopsis thaliana, (una planta utilizada como modelo para la investigación científica) expresa miles de genes híbridos entre genes normales y genes saltarines. La planta altera la expresión de estos genes híbridos en respuesta a estreses ambientales como el calor excesivo o los patógenos.

El profesor Hidetoshi Saze, autor principal del estudio y jefe de la Unidad de Epigenética Vegetal del OIST destacó que este hallazgo podría resultar útil para desarrollar cultivos resistentes «Ahora podemos estudiar otras plantas que son importantes especies de cultivo. Podríamos encontrar aún más genes cuya regulación dependa de transposones y dirigirnos a ellos para editarlos, con el fin de conseguir cultivos más productivos», detalló.

Los responsables del hallazgo utilizaron una técnica de secuenciación de vanguardia y se cree que los hallazgos podrían contribuir al desarrollo de nuevos cultivos capaces de afrontar mejor los entornos estresantes. El estudio fue publicado en Nature Communications, donde se explica que los genes saltarines o transposones son secciones de ADN que pueden copiarse a sí mismos y saltar entre distintas partes del genoma, lo que podría ayudar a las plantas a adaptarse a condiciones estresantes y cambiantes.

El Dr. Jeremy Berthelier, otro de los autores principales del estudio e investigador postdoctoral en la Unidad de Epigenética de Plantas, explicó: «Las implicaciones más amplias del estudio son que los transposones pueden regular sus genes asociados de forma sofisticada, cambiando su secuencia de ADN y modulando su expresión y estabilidad. Esto puede ser muy importante para la vida de las plantas y su respuesta a las cambiantes condiciones ambientales, como las temperaturas extremas o los patógenos».

Los investigadores explicaron que la regulación de la expresión génica (en otras palabras, cómo una célula controla qué genes están activos) es vital para el correcto funcionamiento de todos los seres vivos. Cuando los genes se expresan, las instrucciones genéticas se convierten del ADN en transcritos de ARN, lo que garantiza la fabricación de productos útiles como las proteínas en el momento y lugar adecuados.

Detallaron que normalmente, las plantas y los animales también utilizan la regulación génica para suprimir la actividad de los transposones. Sin embargo, en este nuevo estudio, los científicos descubrieron que Arabidopsis thaliana expresa miles de transcritos de ARN que son híbridos de genes reguladores y transposones. Estas moléculas híbridas de ARN, denominadas transcritos de gen-transposón, se producen cuando los transposones saltan cerca o dentro de un gen y se expresan juntos.

MÉTODO DE INDENTIFICACIÓN

Los investigadores identificaron estos transcritos utilizando un método de vanguardia denominado secuenciación directa de ARN, que puede leer secuencias largas de ARN. A continuación, utilizaron una herramienta computacional desarrollada por ellos, denominada ParasiTE, para clasificar los transcritos gen-transposón, basándose en el efecto que el transposón tenía sobre el gen.

A continuación, los investigadores realizaron un estudio sistemático de cómo afecta el estrés ambiental a los transcritos gen-transposón. Descubrieron que un transposón llamado ONSEN provocaba un cambio en la expresión de su gen asociado, GER5, en respuesta al calor excesivo.

Otro hallazgo se refiere a un gen llamado RPP4, que produce una proteína que ayuda a A. thaliana a luchar contra las infecciones patógenas. Los investigadores descubrieron que la supresión de la expresión de los transcritos del gen-transposón del gen RPP4 afecta a la resistencia de la planta a los patógenos.

Por lo tanto, los transcritos del gen-transposón pueden ayudar a la planta a adaptarse al estrés ambiental y a las condiciones cambiantes del entorno.

Fuente: ISAAA

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