Un transportador de K+ de Retículo Endoplasmático (PpHAK2) es esencial para el desarrollo del musgo Physcomitrella patens en algunas condiciones de estrés abiótico
El K+ es el catión más abundante en las células de todos los organismos, en las que cumple importantes funciones vitales. La acumulación de este catión en el interior celular muchas veces es en contra de gradiente de concentración, ya que en los hábitats terrestres no es muy abundante. La entrada de K+ a las células se realiza por transportadores especializados como los transportadores tipo HAK (High Affinity Transporter), que están presente tanto en procariotas como en eucariotas (plantas y hongos). En plantas, los transportadores HAK forman familias multigénicas (13 miembros en
Arabidopsis o 18 en Physcomitrella). Sólo los transportadores HAK implicados en la entrada de K+ al citoplasma han podido ser caracterizados, abriendo la pregunta de cuál es la función del resto de miembros de esta familia.En nuestro trabajo hemos caracterizado PpHAK2 y PpHAK3 de Physcomitrella patens, determinando que se localizan en membranas internas, en retículo endoplásmico (RE) y en Golgi respectivamente. El mutante DPphak2 muestra deficiencias en el desarrollo de la planta a pH ácido y ayuno de K+, mostrando signos de muerte celular. Por otro lado PpHAK2 ha complementado el fenotipo de sensibilidad a pH ácido de un mutante de levaduras en KHA, un antiporte K+/H+ de endomembranas. Todos estos resultados nos indican que PpHAK2 puede determinar bien un simporte K+-H+, o un antiporte K+/H+, que medie la transferencia de H+ del lumen del RE al citosol. Lo que hace a HAK2 esencial en la homeostasis de K+ y pH del RE en ciertas condiciones de estrés abiótico.
Efecto del ayuno de K+ en plantas DPphak2. (A) Apariencia macroscópica de plantas DPphak2 tras 10 días de ayuno de K+.(B) Apariencia microscópica de protonema de la línea DPphak2 en el momento que se transfiere al medio sin K+, la cual es indistinguible de la línea silvestre. (C) Gametóforo de la línea silvestre tras 10 días en ayuno de K+, con un desarrollo normal dando lugar a la aparición de hojas. (D) Imágenes al microscopio de plantas DPphak2 en medio sin K+: el primer panel corresponde a plantas tras 5 días de ayuno de K+, y los demás muestran detalles de plantas DPphak2 tras 10 días de ayuno de K+, donde se aprecia la incapacidad de producir hojas y la pérdida de clorofila.