Una bioquímica de la Universidad de Purdue y sus colegas han sido pioneros en nuevos métodos para aumentar la producción de compuestos volátiles importantes para las defensas de las plantas y para su uso en biocombustibles. productos farmacéuticos y otros. Mientras investiga cómo las plantas pueden emitir esos compuestos de manera más eficiente, El equipo de Natalia Dudareva también encontró un factor inesperado que juega un papel en las funciones celulares de las plantas.

El equipo de Dudareva había analizado previamente la emisión de compuestos volátiles a través de las membranas plasmáticas y estaba trabajando para simplificar el paso a través de la cutícula. una sustancia cerosa en la superficie de los órganos de las plantas que forma parte de las defensas de una planta contra patógenos y plagas. La cutícula también ayuda a las plantas a retener el agua, y de manera similar puede atrapar compuestos volátiles en los tejidos.

La solución, el equipo pensó, sería adelgazar la cutícula. El laboratorio lo hizo quitando manualmente parte de la cutícula de las flores de petunia y desarrollando petunias genéticamente alteradas que tenían cutículas más delgadas.

"Si la cutícula sirve como barrera en el exterior de una flor, lógicamente se podría pensar que una cutícula más fina facilitaría el paso de los compuestos volátiles de las plantas a través de ella, "dijo Dudareva, un distinguido profesor de bioquímica y director interino del Purdue Center for Plant Biology. "Vimos lo contrario, sin embargo. El adelgazamiento de la cutícula condujo a una disminución de las emisiones de compuestos volátiles e incluso a una menor producción de estos compuestos en las plantas en general ".

Antes de estos hallazgos, que fueron publicados en la revista Biología química de la naturaleza , No se sabía que la cutícula desempeñara ningún papel en el metabolismo volátil interno. El equipo, que también incluyó al investigador postdoctoral en bioquímica Pan Liao y al estudiante graduado en ingeniería química Rick Ray, descubrió que la cuestión clave es que los compuestos volátiles hidrofóbicos se sienten atraídos por acumularse en la cutícula hidrofóbica, que previene la acumulación celular interna.

"Cuando adelgazamos la cutícula, redujimos la cantidad de almacenamiento volátil, "dijo Joseph Lynch, un científico investigador en el laboratorio de Dudareva. "Sin lugar a donde ir, producir la misma cantidad de volátiles habría sido tóxico para la planta. Las células tenían que reducir la producción de volátiles o morir ".

John Morgan, profesor de ingeniería química, dijo que los hallazgos permitieron al equipo acuñar el término "factor de emisión volátil, "que es la relación entre la tasa de volátiles emitidos y la tasa de volátiles que se sintetizan en la planta. El parámetro debe ser aplicable a cualquier planta volátil.

"Los ingenieros químicos nos entusiasmamos con los números adimensionales, y tuvimos la oportunidad de desarrollar uno aquí, ", Dijo Morgan." Esperamos que la gente adopte esto en su trabajo ".

Avanzando, Dudareva y su equipo continuarán trabajando en métodos para aumentar la emisión de compuestos volátiles en las plantas, incluida la investigación de cómo el engrosamiento de la cutícula podría afectar la producción y las emisiones.

"Aprendimos que la cutícula es un fregadero, y si no tienes ese lavabo, las células detienen la producción de esos volátiles, "Esto hace que el aumento de las emisiones sea más complicado de lo que pensamos", dijo Dudareva. pero arroja luz sobre los factores que pueden afectar la producción de estos compuestos ".