Las plantas no tienen ojos pero sí "ven" su entorno usando la luz.

Eso es posible gracias a unas proteínas llamadas fotorreceptores que absorben la luz y la convierten en una señal que activa o desactiva los genes. Hasta ahora, los científicos no han entendido completamente el mecanismo molecular subyacente a ese proceso, que permite a las plantas reconocer cuando están a la sombra y crecer hacia el sol, y sentir qué estación es para que puedan florecer en primavera.

Investigadores de la Universidad de California, Riverside ha identificado la parte de un fotorreceptor vegetal responsable de los cambios dependientes de la luz en la expresión génica, como se ilustra en un artículo publicado hoy en Comunicaciones de la naturaleza . El estudio fue dirigido por Meng Chen, profesor asociado de biología celular en la Facultad de Ciencias Naturales y Agrícolas de la UCR.

Chen y sus colegas han estado estudiando un grupo de fotorreceptores llamados fitocromos que son sensibles a la luz roja y roja lejana. y se conservan en plantas, hongos y bacterias. La investigación se realizó en Arabidopsis thaliana, una pequeña planta con flores que es ampliamente utilizada por los biólogos como especie modelo porque es fácil de cultivar y estudiar.

Los fitocromos controlan el crecimiento y desarrollo de las plantas al cambiar la cantidad o la estabilidad de otro grupo de proteínas llamadas factores de transcripción, cuya función es activar y desactivar los genes. Para saber cómo el fotorreceptor regula la cantidad de factores de transcripción, El equipo de Chen centró su atención en la estructura del fitocromo, que tiene dos áreas funcionales llamadas dominios.

Si bien se sabe que un dominio (llamado módulo N-terminal) detecta la luz, la función del otro dominio (llamado módulo C-terminal) seguía siendo desconocida. La mayoría de los científicos no creían que el módulo C-terminal desempeñara un papel en la señalización de cambios en la expresión génica en plantas, pero Chen no estuvo de acuerdo.

"Sabemos que en las bacterias, que utilizan una proteína similar para detectar la luz, el módulo N-terminal detecta la luz y el módulo C-terminal regula la estabilidad de los factores de transcripción. Sin embargo, el modelo actual en las plantas es que el fotorreceptor utiliza el módulo N-terminal tanto para detectar como para responder a las señales de luz ambiental, "dijo Chen, quien también es miembro del Instituto de Biología Genómica Integrada (IIGB) de la UCR.

El grupo de Chen demostró que el módulo C-terminal regula de hecho la expresión génica, aunque utiliza un método muy diferente al de las bacterias.

Chen dijo que los hallazgos tienen implicaciones en la agricultura, donde los agricultores buscan cada vez más cultivar más alimentos en menos tierra. Por ejemplo, cuando los cultivos se plantan a alta densidad, compiten por la luz, a menudo crece más alto a expensas del rendimiento.

"Ahora que entendemos cómo la luz está provocando cambios en el crecimiento y el desarrollo, podemos diseñar plantas para que no vean a sus vecinos, para que podamos plantarlos más densamente sin ver una disminución en el rendimiento, ", Dijo Chen." Podemos tomar cultivos que crezcan bien en una parte del mundo y diseñarlos para que crezcan en otras latitudes y climas ".