Identificado el mecanismo que permite el crecimiento continuado en las plantas
A diferencia de los animales, las plantas forman tejidos durante toda su vida. Esta capacidad les confiere grandes ventajas para sobrevivir y constituye la base de su longevidad. Entender cómo se forman los tejidos en las plantas a partir de células madre y los fundamentos de su crecimiento continuado es un objetivo prioritario que se estudia en el laboratorio dirigido por Miguel Moreno Risueño en el CBGP. Su último logro, que se explica este mes en la revista
Science, ha sido identificar el mecanismo molecular que regula la formación de un tejido de la raíz y que permite su crecimiento continuado.
El investigador Dr. Miguel Moreno Risueño, que dirige el laboratorio de formación de tejidos y células madre en el CBGP, ha identificado los factores que permiten el crecimiento continuado de tejidos en plantas
Las células vegetales presentan frente a las animales la peculiaridad de que no se pueden mover dentro del organismo. Basándose en esta característica se puede estudiar cómo se forma una raíz, ya que cada célula permanece anclada en su posición original hasta que es desplazada por una nueva, de tal manera que las células que forman un tejido o linaje celular se alinean por su edad o tiempo de desarrollo.
Este estudio ha identificado no solo los reguladores moleculares maestros que organizan la formación de los tejidos de la raíz sino también el modo de interacción de estos factores con señales externas al tejido que permiten su organización precisa. Y es que las nuevas células deben adquirir las identidades apropiadas, según su posición, para formar los tejidos que conforman la raíz y que son responsables de su funcionalidad. De esta forma la raíz puede funcionar correctamente transportando nutrientes desde el suelo al resto de la planta.
Los investigadores han observado que, en plantas que carecían de tres de los factores identificados, el tejido basal, aunque se formaba en el embrión, desaparecía en la planta adulta, ya que la célula madre que da origen a este linaje se perdía. Esto indica que los linajes celulares en las plantas no dependen solo de la posición como se pensaba sino de factores propios del tejido que los determinan, de forma similar a como ocurre en los animales. Se trata del primer caso descrito en que un tejido desaparece totalmente durante el crecimiento, es como si nosotros perdiéramos de repente el hígado o el corazón, partes clave para el funcionamiento de nuestro organismo.
La investigación, realizada en colaboración con la Universidad de Duke (EE UU), ha determinado que los cinco factores identificados actúan de forma cooperativa y no lineal, en un proceso que permite la formación del tejido basal en tres etapas: comienza con el establecimiento de la célula madre (y, por tanto, del linaje); sigue con la percepción de la señal posicional para que ésta se divida (que implica la sobreactivación de estos factores), y finaliza con la propia división, que da origen a la endodermis y el córtex. Como se trata de factores de transcripción, estos factores activan la expresión de genes que confieren la identidad correcta a cada célula. Es decir, que se trata de un mecanismo que permite que un tejido, en cuanto comienza, se desarrolle y madure con los mismos factores, y crezca de forma continua y funcional. Esta circunstancia minimiza cualquier fallo que pueda producirse y permite plasticidad en el desarrollo, ya que solo las células que tienen estos factores pueden percibir la señal posicional y madurar generando la endodermis y el córtex.
Formación continua de un tejido en plantas en tres etapas: 1) establecimiento del linaje o línea celular, 2) percepción de la señal de posición necesaria para la división 3) organización del tejido mediante división asimétrica