El poder de cambiar el destino

Por J. M. Mulet, el 19 julio, 2022. Categoría(s): Diferenciación celular • Marchantia polymorpha • Pavel Brito

El post de hoy es obra de Pavel Brito, alumno de la asignatura de comunicación científica del máster en biotecnología molecular y celular de plantas.

 

Siempre hemos creído que el destino es algo que no se puede alterar o cambiar, pero ¿qué diríais si os dijese que puede ser posible?

 

Desde un punto de vista religioso o místico, muchas personas creen que todos los seres vivos tienen una misión o función que cumplir en su vida, en otras palabras: un destino. De alguna forma, esto también puede ser aplicable a la forma de vida más básica: la célula. El destino celular puede entenderse como el proceso por el cual una célula se transforma en otro tipo de célula más concreta y especializada, de manera similar a lo que hacemos los estudiantes una vez acabamos la formación básica y empezamos a formarnos y especializarnos en un campo en concreto. Volviendo a las células, en ciencia, a este proceso lo denominando diferenciación celular, y permite a las células madre convertirse, por ejemplo, en células del músculo, del hígado o de la piel (entre otras) en el caso de humanos y animales; o en células de hoja, raíz, etc… en el caso de plantas.

 

La diferenciación celular es un proceso muy importante en el desarrollo de los seres vivos, entre ellos, las plantas. Las plantas son organismos excepcionales que, a pesar de ser incapaces de moverse, tienen la capacidad de modificar y adaptar enormemente su desarrollo a las condiciones ambientales para hacer frente a los cambios que se producen en su entorno con el fin de asegurar su supervivencia.

 

El equipo con el que trabajo ha sido capaz de identificar dos proteínas: MINIYO (IYO) y RIMA, las cuales son vitales para la diferenciación celular en la planta Arabidopsis thaliana. De hecho, si “eliminamos” las proteínas IYO y RIMA de la planta, esta es incapaz de desarrollarse adecuadamente y no forma ningún órgano (hojas, raíces, etc…). A partir de esta y otras observaciones, se cree que IYO y RIMA trabajan juntos a modo de “interruptor” para activar la diferenciación de las células pues RIMA provoca la acumulación de IYO en el núcleo de las células, donde va a “encender” los genes de diferenciación celular 1.

 

La eliminación de IYO y RIMA impiden el correcto desarrollo de la planta. A la izquierda: una planta normal; a la derecha: una planta a la que se le ha eliminado simultáneamente IYO Y RIMA (Muñoz et al. 2017)

Sin embargo, todavía no se sabe como está controlado este “interruptor” y que elementos o señales hacen que esté encendido o apagado. Si somos capaces de encontrar estos elementos, podríamos desarrollar mecanismos que nos permitieran activar la diferenciación celular cuando nosotros queramos, algo similar a un mando a distancia para una televisión; y así poder “encender” o “apagar” la diferenciación y, consiguientemente, el desarrollo de la planta “a la carta”, en función de las condiciones ambientales a las que se enfrente en un momento determinado. Y es aquí donde entro yo y mi trabajo de fin de máster.

En el laboratorio se han identificado 2 proteínas similares a IYO y RIMA en una planta bastante diferente a Arabidopsis thaliana, y que es considerada una planta antigua y primitiva: Marchantia polymorpha. Nuestro interés es ver si el interruptor IYO/RIMA funciona igual en esta planta e identificar las señales que influyen en activación.

Marchantia polymorpha, la planta que uso como modelo experimental en mi Trabajo de Fin de Máster

 

Mi trabajo principal aquí es determinar el patrón de expresión de IYO y RIMA de Marchantia, es decir dónde (en qué lugar de la planta) y cuando (en qué momento) se expresan ambos elementos. Para ello me ayudo de una técnica chivata, denominada ensayo GUS, que nos permite ver donde se encuentran los genes. GUS es una proteína que degrada ciertas moléculas en otras más simples. Una de estas moléculas cuando es degradada por GUS se convierte en una molécula de color azul. Y digo que esta técnica es chivata porque si fusionamos GUS a RIMA e IYO (mediante otras técnicas que no voy a describir pero que funcionan de manera similar al corta y pega), e incubamos estas plantas con esa molécula, allá donde se encuentre RIMA e IYO veremos color azul, tal y como se ve en la siguiente imagen:

Fotografía de un ensayo GUS con una planta de Marchantia polymorpha que tiene RIMA fusionado a GUS

 

Saber donde se expresan IYO y RIMA es uno de los primeros pasos a seguir para comprobar que este “interruptor” de la diferenciación se comporta de manera similar entre plantas tan lejanas. Así, y haciendo uso del ensayo GUS, me encargo de estudiar como se comportan IYO y RIMA a lo largo del desarrollo de Marchantia polymorpha.

 

Realmente no se si el destino existe y mucho menos si es posible cambiarlo. Pero con esto, sumado al resto de trabajo que se lleva acabo en nuestro laboratorio pretendemos desvelar los secretos de este “interruptor” con el objetivo de desarrollar estrategias con las que poder, “cambiar el destino” de las plantas que nos llevamos a la boca.

 

Referencias

1 Muñoz, A., Mangano, S., González-García, M. P., Contreras, R., Sauer, M., De Rybel, B., Weijers, D., Sánchez-Serrano, J. J., Sanmartín, M., & Rojo, E. (2017). RIMA-Dependent Nuclear Accumulation of IYO Triggers Auxin-Irreversible Cell Differentiation in Arabidopsis. The Plant cell29(3), 575–588. https://doi.org/10.1105/tpc.16.00791

 

 



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