Decir tonterías, una planta parásita que causa grandes daños a los cultivos en los EE. UU. y en todo el mundo cada año, Puede silenciar la expresión de genes en las plantas hospedadoras de las que obtiene agua y nutrientes. Esta regulación genética de especies cruzadas, que incluye genes que contribuyen a la defensa de la planta huésped contra los parásitos, nunca antes se ha visto en una planta parásita. La comprensión de este sistema podría proporcionar a los investigadores un método para diseñar plantas que sean resistentes al parásito. Un artículo que describe la investigación de un equipo que incluye a científicos de Penn State y Virginia Tech aparece el 4 de enero. 2018 en la revista Naturaleza .

"Dodder es un parásito obligado, lo que significa que no puede vivir por sí solo, "dijo Michael J. Axtell, profesor de biología en Penn State y autor del artículo. "A diferencia de la mayoría de las plantas que obtienen energía a través de la fotosíntesis, dodder extrae el agua y los nutrientes de otras plantas conectándose al sistema vascular del huésped mediante estructuras llamadas haustorios. Pudimos demostrar que, Además de los nutrientes que fluyen hacia la cáscara de la planta huésped a través de la haustoria, dodder pasa microARN a su planta huésped que regulan la expresión de los genes del huésped de una manera muy directa ".

Los microARN son fragmentos muy cortos de ácido nucleico, el material del ADN y el ARN, que pueden unirse a los ARN mensajeros que codifican proteínas. Esta unión de microARN al ARN mensajero evita que se produzca la proteína, ya sea bloqueando el proceso directamente o activando otras proteínas que cortan el ARN mensajero en trozos más pequeños. En tono rimbombante, los pequeños restos del ARN mensajero pueden funcionar como microARN adicionales, vinculante a otras copias del ARN mensajero, provocando un mayor silenciamiento génico.

"Dodder parece activar la expresión de estos microARN cuando entra en contacto con la planta huésped, "dijo James H. Westwood, profesor de fitopatología, fisiología, y ciencia de la marihuana en Virginia Tech y otro autor del artículo. "Lo que fue realmente interesante es que los microARN se dirigen específicamente a los genes del huésped que están involucrados en la defensa de la planta contra el parásito".

Cuando una planta es atacada por un parásito, inicia una serie de mecanismos de defensa. En uno de estos mecanismos, similar a la coagulación de la sangre después de un corte, las plantas producen una proteína que coagula el flujo de nutrientes al sitio del parásito. El microARN de dodder se dirige al ARN mensajero que codifica esta proteína, que luego ayuda a mantener un flujo libre de nutrientes hacia el parásito. El gen que codifica esta proteína de coagulación tiene una secuencia muy similar en muchas especies de plantas, y los investigadores demostraron que el microARN de dodder se dirige a las regiones de la secuencia genética que están más conservadas en las plantas. Debido a esto, codder probablemente pueda silenciar esta proteína de coagulación en, y por tanto parasitar, una amplia variedad de especies vegetales.

Los investigadores secuenciaron todos los microARN en el tejido del parásito solo, la planta huésped sola, y una combinación de dos. Al comparar los datos de secuenciación de estas tres fuentes, pudieron identificar microARN de la cáscara que habían entrado en el tejido de la planta. Luego midieron la cantidad de ARN mensajero de los genes que eran el objetivo de los microARN dodder y vieron que el nivel de ARN mensajero del huésped se reducía cuando los microARN dodder estaban presentes.

"Junto con ejemplos anteriores de intercambio de ARN pequeño entre hongos y plantas, Nuestros resultados implican que esta regulación genética entre especies puede estar más extendida en otras interacciones planta-parásito, "dijo Axtell." Entonces, con este conocimiento, el sueño es que eventualmente podríamos usar tecnología de edición de genes para editar los sitios objetivo de microARN en las plantas hospedantes, impidiendo que los microARN se unan y silencien estos genes. La ingeniería de resistencia al parásito de esta manera podría reducir el impacto económico del parásito en las plantas de cultivo ".