Luz sobre el gran escape

Por Javier Botto*

En un trabajo publicado recientemente en la revista Nature Communications demostramos cómo funcionan las piezas de un mecanismo molecular que controla el aumento de la altura de las plantas cuando crecen en alta densidad.

Cuando las plantas se desarrollan en cercanía de vecinas, la luz que las rodea se enriquece en fotones de rojo-lejano y se reducen los fotones de luz roja, ya que son absorbidos muy eficientemente por la clorofila de las hojas.

Los fotorreceptores llamados fitocromos perciben esta señal lumínica, que es interpretada como una futura competencia por luz, y activan la expresión génica que promueve el crecimiento de las estructuras vegetativas para evitar que sus hojas sean sombreadas y se limite la fotosíntesis.

Arabidopsis Thaliana expuesta a luz blanca (izq.), y a luz suplementada con rojo-lejano que simula la presencia de plantas vecinas (der.) Foto: Gentileza investigador.

Al comienzo de esta investigación observamos que las plantas de Arabidopsis – una planta modelo que pertenece a la familia de los coles, la mostaza y la colza – que no expresaban el gen BBX24 eran más enanas que el control salvaje cuando crecían en la sombra. Al comparar los genes que se expresaban en ambos genotipos en la sombra, comprobamos que las plantas que no expresaban el gen BBX24 tenían alterada la expresión de otros genes que están involucrados en la señalización de las hormonas necesarias para promover el crecimiento.

De izq. a der.: Javier Botto y Cristian Escudero.-

Estos resultados nos llevaron a diseñar nuevos experimentos aplicando distintas hormonas de crecimiento y observamos que, sólo con el agregado de giberelinas al medio de cultivo, las plantas que no expresaban el gen BBX24 recuperaban el crecimiento como la planta normal. Esto sugiere que la proteína BBX24 estaría actuando a través de la señalización de hormonas giberelinas, que son hormonas producidas por los frutos y semillas.

Mediante aproximaciones genéticas, moleculares y bioquímicas demostramos que la proteína BBX24 promueve el crecimiento celular porque tiene la capacidad de interaccionar con las proteínas DELLAs, que son un potente inhibidor de la acción de las giberelinas. Lo que ocurre es que la proteína BBX24 “secuestra” a las DELLAS cuando las plantas crecen a la sombra y así evitan que se peguen al factor de transcripción PIF4 que activa la expresión de genes necesarios para el crecimiento celular.

Este mecanismo de competencia proteica, entre DELLAS Y BBX24, podría ser funcional en situaciones en que las plantas crecen en ambientes de luz que son fluctuantes debido a que se activa y desactiva en forma rápida y reversible, lo que podría generar una modificación dinámica en la asignación de recursos en la agricultura de densidad.