El post de hoy es obra de Malena de Haro, alumna de la asignatura de comunicación científica del máster en biotecnología molecular y celular de plantas.

La “nariz” de las plantas se ubica en la parte de debajo de las hojas, en concreto en unos diminutos orificios llamados estomas. A través de ellos ocurre el intercambio de gases de las plantas, algo similar a lo que sucede en nuestros pulmones.

De vuelta con las plantas, la apertura y cierre de los estomas está controlada principalmente por una molécula, la proteína KAT1 pues está situada en la membrana plasmática de las células de los estomas (la membrana plasmática es una capa que recubre a todas las células). Si pudiéramos saber cuando aparece esta proteína en la membrana plasmática para hacer su función, podríamos controlar el vapor de agua que pierde la planta, y por lo tanto reducir los efectos de la sequía en las plantas!

En mi Trabajo Fin de Master, estoy investigando el papel de unas pequeñas moléculas relacionadas con el ADN, llamadas microARNs o pequeñosARNs (miRNAs). Nuestra hipótesis es que estos miARNs interaccionan con la proteína KAT1 en el interior de la célula e impiden que la proteína llegue a su lugar de acción, la membrana plasmática.

Pues en investigaciones previas, utilizando plantas de Arabidopsis thaliana (planta modelo para investigaciones) que sobreexpresan, es decir, producen mucha proteína KAT1 unida a una proteína fluorescente amarilla (YFP), se observó que la señal de fluorescencia procedente de la YFP únicamente aparece en la membrana plasmática de las células de los estomas, y no en el resto de células de la epidermis de las hojas.

Este hallazgo fue apasionante, porque una de las investigadoras lo relacionó con una peculiaridad de los estomas: ¡no tienen plasmodesmos! Los plasmodesmos son como canales de comunicación entre las células, que permiten el paso de diversas sustancias como azúcares o aminoácidos o incluso los mismos microARNs. Es decir, al carecer de plasmodesmos, las células de los estomas podrían quedar aisladas de la acción de estos miRNas.

Para estudiar esta idea, he generado versiones modificadas de algunos microARNs ya presentes en Arabidopsis thaliana, con el objetivo de potenciar su efecto. Ya que en experimentos previos, al introducir copias de estos miRNAs en hojas de la planta Nicotiana benthamiana, se observó que la fluorescencia de las células disminuía al observarlas al microscopio. La expectativa es que, con estos miRNAs diseñados, el efecto sea todavía más fuerte, ya que se unirán con mayor afinidad a la proteína KAT1 (los miRNAs naturales lo hacen de forma más débil).

Con esto, no solo esperamos ver una reducción en la fluorescencia, si no también en los niveles de ARN mensajero, que son las moléculas intermediarias entre la información genética contenida en el ADN y las proteínas, que son las responsables de la mayoría de funciones en los organismos.

De forma paralela, estoy generando una planta de Arabidopsis que adicionalmente contenga un gen para que genere la proteína KAT1 fusionada a YFP, pero que tenga algunas partes de su código genético modificadas para que estos miRNAs no puedan unirse, lo que según nuestra hipótesis debería resultar en una fluorescencia en todas las células ya que no podrían eliminarla!

A fin de cuentas, esto suena complicado, pero es un viaje apasionante por la biología y por toda la ciencia!

Espero con mi proyecto poder aportar algo de información sobre la regulación de la proteína KAT1 y, a futuro, encontrar maneras de controlar mejor la pérdida de agua en las plantas frente a la sequía.

Gracias por haberte quedado hasta el final!