Un equipo internacional de investigadores, Cen el que ha participado el Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP, centro mixto de la Universitat Politècnica de València y el Consejo Superior de investigaciones científicas), ha descubierto un nuevo mecanismo molecular que regula cómo se forman los tejidos vasculares en las plantas. El estudio revela de qué manera una pequeña molécula llamada termoespermina puede actuar como un interruptor biológico y controlar la producción de proteínas clave para el desarrollo del xilema, el tejido que transporta agua y aporta soporte estructural a las plantas.
El trabajo, publicado en la revista Science, demuestra que esta regulación solo es posible cuando los ribosomas —las estructuras celulares encargadas de fabricar proteínas— presentan una modificación química específica en su ARN catalizada por la enzima OVAC. Este hallazgo abre una nueva perspectiva sobre cómo las plantas controlan su desarrollo a nivel molecular.
“Aunque se trata principalmente de investigación básica, entender cómo se regula la formación de tejidos vasculares podría tener implicaciones a largo plazo en agricultura y biotecnología vegetal. Los mecanismos descritos podrían contribuir en el futuro a estrategias para ajustar el desarrollo del xilema y, por tanto, influir en características relevantes de los cultivos, como la formación de raíces u órganos de almacenamiento, la eficiencia en el transporte de agua o la producción de biomasa y madera”, explica Miguel Ángel Blázquez, investigador del IBMCP y coautor del estudio.
El trabajo del equipo del IBMCP en esta investigación internacional ha permitido demostrar experimentalmente que la actividad de la termoespermina depende de la modificación química del ribosoma. Para ello utilizaron un sistema de análisis de eficiencia traduccional en protoplastos de Arabidopsis, planta modelo muy utilizada en investigación.
“Nuestros experimentos constataron que la termoespermina solo puede regular la producción de dos factores clave del desarrollo vascular —SACL y LHW— cuando los ribosomas están previamente metilados por la enzima OVAC. El equilibrio entre estas dos proteínas es fundamental, ya que determina el destino de las células vasculares: si se diferencian en vasos conductores de agua o en células de almacenamiento”, añade el investigador del IBMCP y coautor también del estudio, Alejandro Ferrando.
Un nuevo concepto en biología molecular vegetal
El estudio aporta un nuevo concepto en biología molecular vegetal: el ribosoma no actúa únicamente como una “máquina de síntesis de proteínas”, sino que su composición química puede convertirlo en un sensor que integra señales metabólicas y regula la traducción de genes específicos.
Este hallazgo abre nuevas vías para comprender cómo las plantas controlan decisiones clave de desarrollo celular a nivel de traducción y cómo modificaciones del ribosoma pueden generar especialización funcional.
El estudio ha sido realizado por un consorcio internacional liderado por la Universidad de Cambridge y la Universidad de Helsinki, con la participación de centros de investigación de Europa, Asia y Estados Unidos, entre ellos el IBMCP de la UPV y el CSIC.