MADRID, 30 Ene. (EUROPA PRESS) -
Investigadores de la Universidad de Wageningen han descubierto que una proteína vegetal vital se originó hace más de 600 millones de años, mucho antes de que existieran las primeras plantas.
Rastrean sus orígenes hasta un evento evolutivo en un ancestro unicelular distante, durante el cual se reorganizó el material genético. Este proceso dio origen al Factor de Respuesta a la Auxina (ARF), una proteína que continúa desempeñando un papel clave en el crecimiento y desarrollo de plantas y árboles en la actualidad. Los investigadores publicaron sus hallazgos en Nature Communications.
Las plantas crecen en dirección a la luz y, bajo tierra, las raíces buscan agua y crecen en su dirección. Este crecimiento dirigido, junto con muchos otros procesos de crecimiento de las plantas, está controlado por la hormona vegetal auxina. La proteína ARF responde a esta hormona, activando o desactivando genes en la planta para regular los procesos de crecimiento.
El investigador postdoctoral Jorge Hernández-García investigó cómo pudo haber evolucionado un sistema tan sofisticado y coordinado. "En algún momento de la evolución, las células vegetales deben haber desarrollado una forma de reconocer y responder a las hormonas vegetales", explicó en un comunicado.
Los investigadores encontraron pistas sobre los orígenes de la proteína ARF en el alga verde Chlorokybus melkonianii, un primo lejano de las plantas que encontramos en la tierra. Su investigación reveló que esta proteína surgió de la fusión de dos fragmentos de proteína: un factor de cromatina y un factor de transcripción. Ninguno de estos fragmentos tenía originalmente nada que ver con la hormona vegetal auxina.
"Esta fusión creó una proteína completamente nueva que asumió un papel central en la vía de señalización de la auxina", afirma Dolf Weijers, profesor de Bioquímica. El factor de cromatina permite que las proteínas ARF colaboren, mientras que el factor de transcripción permite que la proteína se una al ADN y regule la actividad genética.
Curiosamente, el factor cromatina que se encuentra en la proteína vegetal crucial no es exclusivo de las plantas. También se presenta en humanos, animales y hongos. Aunque los biólogos han estudiado la proteína ARF durante más de veinte años, hasta ahora habían pasado por alto esta conexión.
Con el tiempo, la evolución de ARF dio lugar a dos clases de proteína: una que activa genes en presencia de auxina y otra que suprime genes. "Esta interacción competitiva es esencial para la regulación fina del crecimiento de las plantas", explica Hernández-García.
La investigación también reveló que algunas características del ARF, como su capacidad para unirse al ADN, estaban presentes desde el principio, mientras que otras, como la activación genética, se desarrollaron más tarde en la evolución.
NUEVOS DATOS, GENES ANTIGUOS
Los científicos pudieron reconstruir los orígenes y la evolución de la proteína ARF gracias a datos genómicos recientemente disponibles. "En la última década se ha hecho evidente que podemos estudiar mejor las características fundamentales de las plantas en aquellas que han existido durante más tiempo en su forma actual", afirma Weijers.
Se refiere a los musgos, helechos e incluso a sus ancestros acuáticos: las algas verdes unicelulares. Estos primos lejanos de las plantas terrestres comparten procesos celulares y material genético con las plantas modernas, pero son más fáciles de estudiar. En los últimos años, los científicos han secuenciado el ADN de un número cada vez mayor de plantas y sus primas, como las algas verdes. Al estudiar estos genomas, los biólogos pueden obtener una comprensión más profunda de los procesos y genes de las plantas.
"Creo que los datos genómicos de las algas verdes contienen muchas más respuestas a preguntas fundamentales sobre la biología de las plantas", concluye Weijers.