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

 

Las plantas han conquistado todos los continentes, transformado la composición de la atmósfera y teñido de color nuestro planeta mucho antes que los primeros mamíferos ancestros de los humanos aparecieran. Esto puede sorprender a aquellas personas que no están familiarizadas con la biología de estos seres, pero no tanto a aquellos que los estudiamos, ya que su capacidad de producción de nutrientes a partir de una materia prima tan pobre no tiene precedentes en seres complejos. Muchas veces, el estudio acerca de la comprensión de estos seres tan fascinantes es visto como algo poco interesante o de poca utilidad para la sociedad, sin embargo, fue la comprensión de sus ciclos de vida un conocimiento tan ancestral y pilar fundamental de la civilización humana como lo ha sido la agricultura, que permitió a los humanos asentarse y abastecer la alta demanda de recursos y alimentos que exige una sociedad compleja. Por ello, es difícil concebir una civilización pasado o futura, ajena a la biología de las plantas, siendo la comprensión de su funcionamiento un tema de vital importancia para garantizar la sostenibilidad de la civilización humana.

Mas allá de la opinión popular acerca de los estudios en plantas, existen instituciones públicas y privadas que buscan desenmarañar los secretos que las plantas nos guardan con el fin de aprovechar estos para nuestro beneficio. Uno de sus secretos se encuentra en lo más profundo de sus latentes semillas, ¿Cómo las semillas son capaces de albergar vida y superar las duras condiciones para liberarla cuando es oportuno? ¿Cómo hace la planta para crear estas estructuras? ¿Qué determina que unas sean más resistentes que otras?  Ha estas preguntas, intentan dar respuesta el grupo de investigación en el que llevo a cabo mi Trabajo Final de Master (TFM).

El desarrollo de las semillas, al igual que el desarrollo de cualquier otra parte de un ser vivo esta mediado por los genes, los cuales contienen la información para producir proteínas (unas moléculas grandes y complejas que son las que desempeñan las funciones físicas) sin embargo lo que nosotros estudiamos no son genes normales, son genes que contienen la información de unas proteínas especiales, los llamados “factores de transcripción”. Alguna vez te has preguntado, ¿Como es posible que todo mi cuerpo contenga el mismo ADN, idéntico en cada una de mis células que me componen, y las células de mi piel, sean tan diferentes a las de mi corazón o las de mis ojos? La respuesta a estas diferencias son los factores de transcripción. Los factores de transcripción son proteínas que “expresan” y “silencian” genes, esto quiere decir son capaces de unirse a genes determinados activándolos o desactivándolos dependiendo del gen. Por ese motivo, tus células del corazón son distintas a tus células de la piel, porque hay factores de transcripción que activan los genes que dan lugar a las células de la piel y reprimen aquellos que dan lugar a las células del corazón, dando lugar a una célula de piel (En este ejemplo concreto).

Un factor de transcripción muy importante de las plantas es APETLA 2, el cual ha sido muy estudiado por su papel fundamental en el desarrollo de pétalos, pero que también tiene un papel importante no tan estudiado en el desarrollo de semillas, en concreto, en el desarrollo de la testa (una capa superficial de la semilla, la cual le otorga resistencia a las adversidades del entorno). Aquellas plantas que carecen de este factor de transcripción porque tienen el gen dañado (una enfermedad genética) no poseen testa y por tanto sus semillas son muy débiles. Sin embargo, no se conoce exactamente a que regiones del ADN o del genoma de la planta se une este factor de transcripción en la semilla y que genes activa o reprime.

El objetivo concreto de mi TFM es encontrar las regiones del genoma a las que se une APETALA 2. Para ello, estoy realizando un experimento llamado Chip-seq, el cual consiste en “leer” la zona a la que se une APETALA 2, extrayendo un líquido que contiene el ADN de las semillas y “triturando” el dejándolo ilegible. De esta forma, solo quedara legible las zonas de ADN que estén unidas a factores de transcripción como APETALA 2, ya que la unión de ADN y proteína las protege del proceso de “trituración”. Una vez triturado el ADN solo tenemos que capturar, “atrapar” las proteínas de APETALA y después separar los fragmentos de ADN a los que estaban unidos las proteínas de APETALA 2 y “leemos” esta región mediante técnicas de secuenciación, que nos permiten conocer las letras exactas que componen estos trozos de ADN que hemos obtenido. De esta manera habremos descifrado las zonas a las que se une APETALA 2 y sabremos a que genes se une, pero no sabremos si los activa o los reprime. Para ello necesitaríamos hacer otros experimentos en futuras investigaciones. Todo este trabajo es una pequeña aportación al conocimiento del desarrollo de las semillas, pequeña pero necesaria para poder continuar con futuras investigaciones y así construir una comprensión global del proceso.

En conclusión, el estudio y comprensión del desarrollo de las plantas nos acerca más a un futuro sostenible.