Generan proteínas para proteger a plantas contra sequía

MORELIA, Mich., 7 de febrero de 2015.- Un grupo de proteínas que protegen a sus pares cuando la planta en la que habitan padece sequía o estrés hídrico, han mostrado potencial para obtener nuevas generaciones mejoradas sin necesidad de transgénicos.

Según un comunicado de prensa, se llaman proteínas de la embriogénesis tardía (LEA, por las siglas en inglés de Late Embryogenesis Abundant) y se acumulan cuando las semillas de las plantas están secas, y también en raíces, hojas y otros tejidos si existe déficit hídrico.

En el Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM, César Luis Cuevas Velázquez ha dedicado su tesis de doctorado en Ciencias Bioquímicas a estudiar los mecanismos moleculares de las proteínas LEA. Bajo la tutoría de la investigadora Alejandra Covarrubias, indaga los genes que codifican para ellas y las rutas moleculares con las que funcionan.

Por este trabajo, el estudiante de posgrado ganó el Premio LANGEBIO 2014, que por segundo año otorgó el Laboratorio Nacional de Genómica de la Biodiversidad (LANGEBIO), adscrito a la Unidad Irapuato del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN).
 
En el modelo experimental –la planta Arabidopsis thaliana, cuyo genoma está completamente descifrado– existen 51 proteínas LEA, y en su trabajo doctoral el ingeniero bioquímico profundiza en tres de ellas.

Estructuras amorfas

“En los libros de texto aprendemos que las proteínas deben tener una estructura definida para favorecer una función, pero no ocurre así con las LEA, pues son hidrofílicas. Por su afinidad con el agua son muy flexibles y desplegadas”, detalló Cuevas.

Su plasticidad les permite interactuar con múltiples blancos y proteger a otras si sufren por falta de agua. “Se adhieren a las que padecen con la deshidratación y localizan las moléculas de agua alrededor, así cuidan a la proteína blanco de la falta de líquido”, explicó.

Al estudiar en un experimento cómo se modifica la estructura de las LEA ante diversas condiciones hídricas, Cuevas encontró que en presencia de poca agua forman estructuras alfa hélice, mientras que ante abundancia generan una desplegada y singular.

Otros grupos de investigación han sobre expresado los genes que codifican para las proteínas LEA, a fin de conferir tolerancia a la sequía en las plantas.

“Tecnológicamente, los transgénicos ayudan a resolver problemas, pero científicamente no sabemos mucho de cómo ocurren esos procesos. Nosotros estamos interesados en conocer a detalle los mecanismos moleculares”, dijo.

Para aprovechar la protección de las LEA sin crear plantas transgénicas, es factible utilizarlas como marcadores moleculares. “Se pueden seleccionar las plantas que poseen las LEA con mayor capacidad de proteger a otras proteínas y seleccionar esos individuos para reproducirlos y hacer una agricultura tradicional con selección natural de variantes genéticas”, propuso.

Cuevas señaló que en su trabajo experimental ha comprobado que al someter una proteína blanco a congelamiento varias veces, ésta pierde su función. “Pero si le añado LEA, sigue en funcionamiento, así que esto tiene un potencial biotecnológico importante, porque podríamos usarla como aditivo para otras de interés que sean sensibles a congelamiento o deshidratación, por ejemplo, para vacunas.

El proyecto presentado por Cuevas en diciembre de 2014 fue seleccionado entre más de 50 aspirantes y con él se titulará como doctor en ciencias bioquímicas.

El LANGEBIO entregó por segundo año este premio, patrocinado por la empresa StelaGenomics, dentro de su evento anual “Días académicos 2014”.