Las hormonas peptídicas son importantes reguladores del crecimiento que desempeñan diversas funciones en muchos organismos. Aunque se reconoce ampliamente la importancia de los genes que codifican las hormonas peptídicas, la mayoría de los péptidos aún no se han caracterizado funcionalmente. Usando tecnología de edición del genoma, investigadores de la Universidad de Kumamoto, Japón generó un nuevo colección completa de recursos genéticos de plantas con genes que codifican péptidos CLE eliminados. Los péptidos CLE son un grupo de hormonas peptídicas específicas de plantas que desempeñan un papel en la señalización celular y están reguladas por genes CLE. Se espera que esta colección abierta contribuya a futuros estudios sobre cómo funcionan las hormonas peptídicas en las plantas.

Edición del genoma, una tecnología que nos permite eliminar o modificar genes específicos, ha sido el centro de atención recientemente. El método "CRISPR / Cas9" se estableció en 2013 con casos exitosos de edición del genoma reportados en animales, levaduras plantas y muchos otros organismos. Antes de CRISPR / Cas9, La edición del genoma requería procedimientos complicados y, por lo tanto, no era popular en la investigación que se enfocaba en múltiples genes. El establecimiento de CRISPR / Cas9, por otra parte, trajo grandes avances a la edición del genoma debido a su alta eficiencia, alta especificidad del objetivo, y sencillez. Debido a estas ventajas, los investigadores obtuvieron una forma de investigar la función de los genes, como analizar el impacto de la eliminación de genes específicos en el comportamiento de organismos y / o células.

Los avances recientes en la ciencia de las plantas han descubierto varias áreas donde las hormonas peptídicas proporcionan información valiosa en los ciclos de vida de las plantas. por ejemplo, determinar el número de células y el tamaño de los tejidos, controlar la polinización, y responder al cambio climático o las enfermedades. Actualmente, muchos científicos están investigando la genética vegetal porque aún no se han descubierto los genes de muchas hormonas peptídicas no caracterizadas. Aunque los genes que codifican las hormonas peptídicas son difíciles de estudiar, pueden generar una gran cantidad de recursos genéticos para futuras investigaciones.

Usando CRISPR / Cas9, el equipo de investigación de la Universidad de Kumamoto intentó acelerar la investigación de hormonas peptídicas vegetales. Seleccionaron Arabidopsis thaliana, una planta modelo con 32 genes que codifican el péptido CLE, y generó una colección de herramientas de eliminación de genes que correspondían a cada uno de los 32 genes. Al establecer estos mutantes Arabidopsis líneas de plantas, hicieron posible investigar más fácilmente la función de cada gen.

Para evaluar la efectividad del knockout de genes, el equipo de investigación analizó CLV3, el péptido CLE más estudiado. Se sabe que tiene un papel en la supresión de las divisiones celulares en los puntos de crecimiento de los tallos. Como se esperaba, el mutante CLV3 de las plantas de Arabidopsis produjo frutos de forma irregular debido a un mayor número de células.

Es más, los investigadores pudieron utilizar las plantas mutantes para hacer lo que se cree que es el primer informe sobre la relevancia biológica del gen CLE44. Aunque se esperaba que CLE44 regulara el número de células en el haz vascular, la investigación sobre esa hipótesis no se había realizado debido a la insuficiencia de los recursos biológicos. Con la ayuda de sus líneas de plantas mutantes recientemente desarrolladas, los investigadores de la Universidad de Kumamoto observaron una disminución en el número de células del haz vascular en las plantas mutantes CLE44, confirmando así su papel en el desarrollo vascular.

"Nuestra colección de recursos genéticos tiene el potencial de ayudar a estudiar hormonas peptídicas desconocidas como CLE44, ", dijo el profesor asistente Takashi Ishida de la Universidad de Kumamoto. Esperamos que este enfoque se convierta en un modelo para una investigación similar en el futuro".

Esta investigación se publicó en línea en Fisiología vegetal y celular el 25 de septiembre de 2017, y se presentará como un "Destacado de la investigación" en un próximo volumen de la revista.