En busca del químico perdido

Post escrito por Irene García Maquilón, alumno del máster de Biotecnología Molecular y Celular de Plantas que organiza el IBMCP.

Que el cambio climático es un hecho no es ninguna novedad (exceptuando la opinión de Trump). La continua emisión de gases de efecto invernadero es una de las principales causas. Y sí, somos culpables de la aceleración de este proceso natural; pero, además del calentamiento global, el derretimiento del Ártico o la subida del nivel del mar, el cambio climático afecta a los organismos que nos dan de comer y nos permiten respirar: las plantas.

Te preguntarás cómo puede afectar el cambio climático a las plantas, o más concretamente, a la agricultura. Pues bien, para entender esto no hace falta irse muy lejos; cada uno de nosotros puede apreciar en sus propias carnes las variaciones del clima durante las últimas décadas. Desde que se iniciaron los registros, llevamos superando el año más caluroso de la Tierra desde hace tres, siendo 2016 el año más cálido del que se tiene constancia. Y no lo digo yo, lo dice la Organización Meteorológica Mundial (OMM).

Variación global de la temperatura en las últimas décadas. Fuente: OMM.
Variación global de la temperatura en las últimas décadas. Fuente: OMM.

Ante este sofocante calor, los animales somos capaces de resguardarnos bajo la sombra de un pino, o frente al aire acondicionado (como bien sabe mi perra). Sin embargo, las plantas son organismos sésiles y no pueden huir de las condiciones adversas. No les queda otra que soportarlas y hacer frente (o no) a estos estreses.

Y es que sí, aunque parezca una broma las plantas también se estresan. Durante su prolongada evolución, han sido capaces de desarrollar estrategias para tolerar perturbaciones (en la medida de lo posible). Calor, frío, viento, sequía o bichillos que intentan comérselas; son algunos de los estreses a los que tienen que hacer frente las plantas. Además, lo normal es que la planta esté sometida simultáneamente a varios de ellos, por lo que la respuesta de defensa debe ser aún más potente. Así, las altas temperaturas traen consigo periodos de escasez de agua y con ellos, la pérdida del rendimiento de las explotaciones agrícolas. Y debido a esto, la sequía es uno de los estreses más importantes a los que se enfrentan las plantas. Es en este punto donde se centra mi Proyecto Fin de Máster. Pero vayamos por partes…

Uno de los estreses de las plantas, las altas temperaturas.
Uno de los estreses de las plantas, las altas temperaturas.

Todos hemos observado lo que le ocurre al agua cuando sube la temperatura: se evapora. Por tanto, esto hace que disminuya el agua disponible en el suelo para el aprovechamiento por la planta. Además, la escasez de precipitaciones tampoco ayuda, como bien saben mis paisanos murcianos. Y el trasvase Tajo-Segura tiene sus limitaciones. Entonces, si la sequía es el estrés que más pérdida del rendimiento de los cultivos provoca y el cambio climático no hace sino agravarlo, ¿cómo podemos hacerle frente?

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Proceso de evaporación del agua

La respuesta inmediata sería conseguir cultivar plantas que fueran resistentes a sequía. Pero esto no es trivial. Lo primero es descifrar los mecanismos implicados en la defensa de la planta frente a la escasez de agua.

En términos generales, cuando una planta se encuentra sometida a sequía aumentan en ella los niveles de una hormona vegetal conocida como ácido abscísico; comúnmente denominada ABA, “la hormona del estrés hídrico”. La primera defensa de la planta comienza por evitar, a toda costa, perder más agua de la necesaria. Esta pérdida tiene lugar a través de los estomas, que son unos pequeños poros a través de los cuales la planta transpira. El ABA se encarga de abrir y cerrar estos poros, entre otras funciones.

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Efecto de la sequía

Hasta aquí todo claro, pero vayamos un poco más allá. Para comprender la acción del ABA primero debemos pasar por conocer su ruta, es decir, cómo actúa en la planta.

Imaginemos que estamos viendo a nuestro hermano mayor construir una hilera de fichas de dominó, y que continuamente nos está reprimiendo en el intento de derribar esta hilera. Pero entonces llega tu mascota y, en su intento por unirse al juego, provoca el derribo, desencadenando el efecto dominó. Pues bien, ahora imagina que tu mascota es el ABA; nosotros, el receptor de la hormona en la planta; nuestro hermano mayor, el represor de la ruta en ausencia de sequía; y las fichas de dominó, la respuesta que ocurre en la planta.

Parece sencillo, ¿verdad?

La realidad es que no lo es, estando implicados multitud de procesos y reacciones en la planta:

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Ruta del ABA

Pero vayamos a lo importante, ¿qué tiene todo esto que ver con mi proyecto en el laboratorio? Si recordáis, he mencionado que una de las posibles vías para hacer frente al estrés es la obtención de plantas que sean capaces de resistir (o tolerar) la sequía. Y que en presencia de ABA se activa la ruta natural que tienen las plantas para hacer frente al estrés. Por tanto, no sería descabellado proponer como estrategia rociar los cultivos de plantas con esta hormona para “encender” la respuesta, adelantándonos al estrés. ¿Hemos encontrado la solución al problema del estrés hídrico?

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Don’t give up!

Pues no, pero casi (bueno, en ello estamos). El ABA es un compuesto muy difícil de producir y que, además, se degrada rápidamente en la planta. Deberíamos rociar continuamente la hormona, lo que en términos económicos no es rentable. Pero, ¿y si encontráramos un compuesto químico natural, fácil de producir, y que mimetizara la respuesta del ABA en la planta? He aquí el objetivo principal de mi Trabajo Fin de Máster: identificar agroquímicos capaces de activar la resistencia de las plantas a sequía, a través de la ruta de ABA.

Esta estrategia se engloba dentro de lo que en Biotecnología se conoce como “Drug Discovery”. Para ello, estamos realizando un rastreo de una librería (conjunto) de compuestos químicos naturales que consigan liberar la inhibición en la que se encuentra la ruta de ABA en condiciones normales (recordemos la matáfora anterior según la cual se trata de eliminar al hermano mayor que no nos permitía tirar las fichas). Nuestra planta de estudio es Setaria viridis, una mala hierba. Hemos escogido esta planta porque pertenece a la familia de las gramíneas (como el maíz o el trigo) y sus resultados podrían aplicarse a campo. Por el momento puedo decir que tenemos resultados prometedores, pero… ¡Hasta aquí puedo contar!

Espero que os haya resultado entretenido, y ojalá, ¡hayáis aprendido algo nuevo!


26 Comentarios

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LuisaLuisa

Me ha gustado mucho este post, ánimo Irene que aún hay alguna esperanza para la Tierra!

MiradorMirador

Ánimo con esa investigación, ojalá los resultados sean esperanzadores y contribuyan a paliar el problema de la escasez de agua en el mundo . Mucha suerte

AntonioAntonio

Es de entender que un magufo use mal la palabra ‘químico’, pero un científico…

Con respecto al contenido del artículo: con lo fácil que sería crear una planta que produjera ABA más a menudo, pero como gobiernan quienes gobiernan, toca rociar la planta cada dos por tres con algún producto que la imite…

SofíaSofía

Supongo que te refieres a que químico es, o bien la profesión o un adjetivo (producto químico) y ella lo ha usado como nombre, pero vaya que…. imagino que será un juego de palabras o una referencia. En cambio “magufo” ni siquiera está registrado en el diccionario de la RAE….
El nazismo lingüístico se nos está yendo de las manos.
Por otro lado estoy de acuerdo con el comentario sobre lo absurdo de la legislación actual para con los transgénicos, y en general me ha parecido un buen artículo.

Saludos

AntonioAntonio

Oh, vaya, un Godwin, qué imaginativa… Tú debes de ser de las mediocres a las que no les gusta que las critiquen nunca, independientemente de si tienen razón o no.

Igual de imaginativo que decir que es un juego de palabras que tú misma no especificas. Ya…

‘Magufo’ no es un mal uso de una palabra existente, es una palabra nueva que está en el proceso de ser aceptada en los diccionarios.

ÁlvarehhÁlvarehh

Realmente es una crítica que carece de base, el término usado “químico natural” es un recurso habitual en la divulgación para establecer la separación entre un producto de síntesis biógena con uno de síntesis puramente química… por lo que en absoluto está mal empleado.
En cuanto a desarrollar plantas que sobreexpresen el ABA , en primer lugar, explica por qué no es viable, ya que aunque se exprese en exceso la vida de la molécula es la que es, y los receptores para la misma están en el número en el que están. Además que expresar la hormona en exceso sin regulación temporal saturaría los receptores, por lo que el excedente no se aprovecharía.
De hecho el éxito de la biotecnología moderna es lograr mimetizar efectos en compuestos controlables en toda condición, ya que si logra mimetizar el efecto aumentando la disponibilidad y no causa efecto adverso en la planta ¿que razón hay para no aprovecharlo?

Sin entrar en consideraciones de los efectos del ABA según la concentración (lo cual desconozco ) y en el tejido en el que se exprese.

AntonioAntonio

‘Químico natural’ es igual de spanglish que ‘químico’ a secas. Si no conoces tu idioma y te da pereza abrir un diccionario, no es mi problema.

AitorAitor

Antonio…
¿No te das cuenta de que Irene García Maquilón nos esta contando su proyecto de laboratorio.?
Nos está contando lo que está haciendo ahora, para ello usa un lenguaje facil e ilustrativo que hasta puede entender un niño.
Es un artículo que salpica con situaciones actuales y con chascarillos y anécdotas personales.
Irene García Maquilón usa un lenguaje popular de ciencia divulgativa usando un lenguaje periodístico.

Antonió… Lo que dices: “… con lo fácil que sería crear una planta que produjera ABA más a menudo, pero como gobiernan quienes gobiernan, … ”
Ya lo explica Irene García Maquillón en este artículo…

Y si te pones y nos ponemos a hablar de política y del “obligar, mas o menos” a los agricultores y productores a usar ciertos productos… Pues ya no pararíamos de hablar.

Saludos.

PD.
Todo es perdonable. Estar en Naukas es una delicia y comentar y dialogar también…
Mi última anécdota es que algunas personas olvidan que creen adivinar la edad de las personas que comentan en Naukas… Cuando la edad puede estar más o menos entre los 10 y lo 100 años.
Hombre, lo que si me gustaría es saber la “edad real” o el Curriculum mínimo de las personas, Cientificos, que escriben artículos en Naukas.
En este caso es fácil adivinar Irene es una persona joven que ha terminado hace poco su carrera o que está haciendo algunos trabajos despues de terminar su carrera. (Irene, no tienes que decir nada. )

AntonioAntonio

Pensé que era obvio que lo criticaba por usar spanglish, no por no usar terminología científica. El sustantivo ‘químico’ es una palabra perfectamente científica, pero significa ‘licenciado en química’, no ‘sustancia química’. Hoy en día hay mucha gente que usa spanglish, pero en este caso me parece más grave porque es una palabra de su profesión.

“Antonió… Lo que dices: “… con lo fácil que sería crear una planta que produjera ABA más a menudo, pero como gobiernan quienes gobiernan, … ”
Ya lo explica Irene García Maquillón en este artículo…”

Yo no veo que lo explique en ninguna parte. Creo que en esto tampoco me has entendido. Mi comentario era una crítica a la política antitransgénicos de Europa. Sí, puedes desarrollar una sustancia parecida y fumigar con ella la planta de vez en cuando, pero con una planta transgénica, la siembras y ya está.

Por supuesto, todo esto no es una crítica a Irene García como bióloga ni al valor de su investigación. Pero una cosa no quita la otra. Si todo tienen que ser halagos y no se pueden decir los errores aunque se vean, ¿cómo los va a corregir? A mí en particular no me gusta ese lenguaje politicorrecto. Cuando yo hice mi doctorado, todos los doctorandos de mi departamento (y de departamentos relacionados) teníamos que hacer un seminario cada semana para exponer lo que habíamos hecho los últimos siete días y recibíamos críticas tanto de los profesores como de los compañeros sin que hubiera ningún enfado por ello ni nadie te pusiera paños calientes. Una vez acabado lo esencial de mi tesis, mi tutor se pasó un año entero corrigiéndome la redacción, haciéndome reescribirla de arriba abajo una y otra vez para que fuera más comprensible, con un inglés más correcto y con más posibilidades de ser publicada en una revista.

IreneIrene

Hola Antonio, gracias por leer y comentar.
En cuanto al título, quizás no fue afortunado. Aun así, creo que en el artículo queda bastante claro que me refiero a compuestos químicos.

Por otro lado, en el post hablo de generar plantas resistentes a sequía como posible solución (en términos generales, sin especificar dianas). Lo que tú comentas de generar una planta transgénica que acumulase ABA podría ser la solución que se piensa de forma inmediata, pero desde luego, no es lo más “fácil” (legislación a parte). El ABA tiene muchos otros efectos en la planta por lo que un aumento de la biosíntesis de la hormona no sería viable para un correcto crecimiento y desarrollo.

Saludos

AntonioAntonio

Muchas gracias por la explicación, Irene. ¿Esos compuestos que estás desarrollando no tendrían también esos efectos en el crecimiento y el desarrollo?

IreneIrene

Desde luego, podrían tenerlos. De hecho, es uno de los experimentos que estamos llevando a cabo.
El primer paso es encontrar candidatos que mimeticen la acción del ABA y, posteriormente, verificar no sean perjudiciales para la planta.

Saludos

AitorAitor

Correcto.
Son cosas que ocurren. Al no ser un dialogo presencial, puede que tengamos que explicarnos y escribir más.

Date cuenta de que somos 500 millones las personas que usamos el español. Y creo que incluso en España, en comparación con EEUU, ya somos menos las personas que usamos el español.
Sobre la política antitransgenicos de Europa, tendrias que especificar más lo de ¿Qué países?,debido a que Europa es un continente. ¿Rusia, suiza, suecia, etc.?
Salen 50 países.
¿Alguna lista de transgenicos buenos, regulares, malos, etc.?
¿ Existe alguna lista de la FAD .?
https://www.fda.gov/aboutfda/enespanol/

Sobre las circunstancias personales de la vida y los estudios de cada uno habria que especificar más… ¿ Curso del 63, curso del 73, generacion beat, mayo del 68… ?
Incluso hay pelis… El graduado, Grease, Una mente maravillosa, etc.

En fin… para gustos, colores.
Perdona si te he ofendido al nombrarte y usar tu nombre en vano.
Ya sabes, entre 500 millones, podriamos decirnos mutuamente: ¿Y tú de quién eres.?
¡Gracias por tu lección y gracias por ayudarme a aprender más cosas.!
Saludos.

AitorAitor

Me refería a la Unión Europea. Como ya ha dicho Mulet bastantes veces, el único transgénico que se puede cultivar en la UE para consumo humano es el maíz MON810. Hay una legislación europea que permite cultivar transgénicos salvo que en los países donde se prohiba con alguna ley nacional. Ahora mismo sólo se cultiva ese maíz, en España, y todos los países han aprobado moratorias (que no prohibiciones, pero en la práctica da lo mismo) para la aprobación de transgénicos nuevos. Aparte, la legislación europea exige unos requisitos draconianos para aprobar cualquier transgénico nuevo que permita una legislación nacional, lo que hace que sea carísimo intentarlo.

Fernando

Antonio, la RAE lo pone bien claro (http://dle.rae.es/srv/fetch?id=Us0hxUS)

químico, ca.
La forma f., del ant. quimia, este del ár. clás. kīmiyā[‘], y este del gr. χυμεία chymeía ‘mezcla de líquidos’.
1. adj. Perteneciente o relativo a la química.
2. adj. Por contraposición a físico, concerniente a la composición de los cuerpos.
3. m. y f. Especialista en química.
4. f. Ciencia que estudia la estructura, propiedades y transformaciones de los cuerpos a partir de su composición.

Vamos, que de spanglish nada, Castellano de toda la vida: químico como compuesto químico se ajusta perfectamente a la primera acepción.

MaríaMaría

Son geniales estos artículos 😀
Me pregunto: si se provoca el cierre de los estomas engañando a la planta para que retenga agua…Qué efectos secundarios puede tener en la planta, si no se controla el nivel de hidratación?

Gracias por contar estas cosas, es muy entretenido.

IreneIrene

Hola María, gracias por leer y comentar.
Como bien dices, “preparar” a la planta frente a sequía puede repercutir en su desarrollo. Al desviar los recursos hacia la ruta de ABA se puede frenar el crecimiento de la planta. Pero de esta forma, una cosecha podría tolerar la sequía, aunque el producto final fueran plantas más pequeñas. De no ser así, la escasez de agua sería devastadora para la plantación.

Gracias y saludos.

Luisa Grech MontoroLuisa Grech Montoro

Me ha encantado, parece bastante interesante tu proyecto fin de carrera, espero que tengas mucha suerte y que en la próxima entrega nos puedas dar buenas noticias sobre esos resultados tan prometedores sobre los que hablas.
Un beso.

bioamara

Intentando ser objetiva (el tema me pilla de cerca), es un gran artículo. Como bien ha dicho Irene, una de las dianas es el ABA. Es un campo muy prometedor y lamentablemente, necesario.
Muy bien escrito, descrito (no olvidemos que se trata de divulgación popular, no especializada) y estructurado.

Te deseo toda la suerte Irene. Ojalá demos con ese avance que permita la tolerancia a estos estreses sin que se vea afectada la productividad. Es todo un reto.

FranciscoFrancisco

Qué interesante, muy bien escrito. Es muy fácil de seguir para gente como yo, que no tenemos ni idea del tema. Felicitaciones!

CarmenCarmen

Que cierto que cada día se aprende algo nuevo. Gracias Irene por este artículo tan interesante y entretenido.

Ramón Rodríguez AraujoRamón Rodríguez Araujo

Los parámetros clásicos en los cuales hemos pensado para explicar el comportamiento de esta parte kosmica donde invisiblemente ,con respecto al infinito multiversal ,ha estado habitando la especie humana:tiempo,espacio,materia y energía .
Sus múltiples interacciones y manifestaciones han sido objeto de la creación y concepción de muchas teorías,entre ellas la Einsteniana ha explicado con una inigualable lógica matemática el stress del universo.
El cambio del infinito traducido a valores con números infinitos,analizados con una mente sin perjuicios ,inteligente y preparada o culta ,resultará en tener una noción del comportamiento y evolución del multiverso infinito.
En mi próximo comentario expondré fórmulas e ideas matemáticas sumamente sencillas de mi razón.
Me dedico a la ciencia usando la Autodidacta

JOJO

Me ha gustado mucho como has explicado tu proyecto. Me pongo en tu piel y no me parece nada fácil explicarlo para un publico general y que se entienda tan bien. Ha ayudado mucho el uso de expresiones populares y un lenguaje sencillo sin de dejar de ser correcta y precisa en la ciencia. Good job! (no se que tienen de malo los anglicismos, ¡oiga!). Además, parece que tu post ha gustado y has abierto un debate en cuanto a que es mejor: el uso de agroquímicos para controlar una respuesta o el uso de plantas transgénicas que produzcan esa respuesta de manera constante y continuada. Desde mi punto de vista, ambas estrategias son acertadas. Si bien, en Europa, hoy en día es mas sencillo comercializar un nuevo agroquímico que una nueva variedad de planta transgénica. De todas formas, cualquier esfuerzo en conseguir reducir el efecto tan dañino que tiene la escasez de agua sobre las cosechas debe ser bien recibido. Estoy seguro que a las empresas de agroquímicos les interesa mucho un producto como el que estas tratando de encontrar en tu proyecto. Mucha suerte!!

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