Boyce Thompson Institute, 2024
La compleja danza de la naturaleza con frecuencia se desarrolla de formas misteriosas, ocultas a simple vista. En el corazón de esta enigmática danza se encuentra una asociación vital: la simbiosis entre plantas y un tipo de hongos conocido como hongos micorrízicos arbusculares (MA).
Una nueva investigación, publicada en la revista Science, profundiza en esta asociación, revelando conocimientos clave que aumentan nuestra comprensión de las interacciones entre plantas y hongos micorrícicos arbusculares, y podrían conducir a avances en la agricultura sostenible.
Los hongos MA viven dentro de las células de las raíces, formando una asociación única con sus plantas hospederas. Esta relación es más que una simple convivencia; implica un intercambio complejo y crítico de nutrientes esenciales para la supervivencia del hongo y altamente benéficos para la planta.
Investigadores del Instituto Boyce Thompson (BTI) han descubierto las funciones de dos proteínas, CKL1 y CKL2, que están activas sólo en las células de la raíz que contienen hongos MA. Estas dos proteínas pertenecen a una familia más grande de proteínas, conocidas como CKL, cuyas funciones en la planta aún no se comprenden completamente.
«Los parientes más cercanos de la familia CKL son proteínas, llamadas CDKs, que controlan el ciclo de la célula vegetal y están ubicadas en el núcleo de la célula. Sorprendentemente, las proteínas CKL1 y CKL2 han desarrollado una función diferente a la de las CDKs, no controlan el ciclo celular. Ellas están unidas a las membranas de la célula de la raíz, incluida una membrana que rodea al hongo», dijo el Dr. Sergey Ivanov, investigador postdoctoral en BTI y autor principal del estudio.
Los científicos descubrieron que estas proteínas CKL son fundamentales para la supervivencia de los hongos dentro de las raíces de las plantas. Desempeñan un papel fundamental en el control del flujo de lípidos (grasas) de la planta a los hongos, un proceso esencial para la nutrición de estos. Sin estas proteínas, los genes clave que manejan esta transferencia de lípidos no son activados, lo que mata de hambre a los hongos.
La investigación también descubrió una compleja red de interacciones que involucran a varias proteínas receptoras de quinasas. Una de estas quinasas es conocida por su papel de permitir que el hongo MA penetre en la capa externa de la raíz. Los investigadores descubrieron que esta misma quinasa adopta una nueva función más al interior de la raíz, donde se asocia con proteínas CKL, potencialmente para iniciar el flujo de lípidos al hongo.
Sorprendentemente, si bien las proteínas CKL son vitales para controlar el flujo de lípidos, no manejan toda la vía simbiótica de los lípidos. En cambio, controlan los genes responsables del inicio y el final de esta vía. Mientras tanto, una proteína clave que opera en la parte media de esta vía, RAM2, es activada por un regulador diferente, RAM1. Para que se produzca una producción de lípidos a gran escala, tanto la vía CKL como la RAM1 deben estar activas.
«Los lípidos son energéticamente costosos para la planta, por lo que los mecanismos reguladores duales pueden garantizar que el suministro de lípidos esté estrictamente controlado, tal vez una salvaguardia contra la explotación por hongos patógenos «, dijo la Dra. María Harrison, profesora de BTI y autora senior del estudio.
Harrison continuó: «En un contexto agrícola, aprovechar esta simbiosis natural podría conducir a cultivos que sean más eficientes en la absorción de nutrientes y más resistentes a los factores ambientales estresantes».
Este estudio no solo profundiza nuestra comprensión de la dinámica molecular detrás de la simbiosis entre plantas y hongos MA, sino que también resalta las conexiones complejas y frecuentemente invisibles que sustentan la vida en nuestro planeta. Es un recordatorio de la increíble complejidad e interdependencia que se encuentran en la naturaleza, gran parte de ella escondida justo debajo de nuestros pies.
Referencias: Boyce Thompson Institute. (25 de Enero de 2024). The underground network: Decoding the dynamics of plant-fungal symbiosis. Obtenido de PHYS ORG: https://phys.org/news/2024-01-underground-network-decoding-dynamics-fungal.htm.
Quimcasa de México 