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Los científicos creen haber descubierto una forma completamente nueva de comunicarse con las plantas

Los científicos pueden haber descubierto un lenguaje completamente nuevo de las plantas. Según uno nuevo estudio, publicado hoy en Ciencias, una planta parásita llamada hierba estranguladora es capaz no solo de succionar el material genético de la planta huésped que invade, sino también de inyectar su propio material genético en su huésped. Esto, dicen los investigadores, podría ser simplemente una forma en que estos organismos obtengan energía unos de otros. Pero una posibilidad mucho más interesante es la idea de que esta podría ser una forma completamente nueva de comunicación con las plantas, una que podría dar a las personas una ventaja cuando intentan limitar las invasiones de plantas parásitas.

«La forma típica en que las plantas se comunican es a través de los químicos que liberan a través de sus hojas y raíces», dijo James Westwood, fisiólogo de plantas de Virginia Tech y coautor del estudio. «Entonces, descubrir que hay un intercambio de ARN», la forma intermedia de información genética que llena el vacío entre el ADN y las proteínas, «es un concepto nuevo que no se ha explorado en absoluto».

piratería de todo el sistema de la planta huésped

Sin embargo, más allá de la novedad de este descubrimiento, están las aplicaciones agrícolas potenciales, dice Westwood. Los investigadores pueden usar el intercambio de ARN para dar a las plantas huésped su propio mecanismo de defensa.

En el estudio, el equipo de Westwood secuenció muestras de tejido de plantas hospedantes de tomate y hierba estranguladora, que invaden diferentes especies de plantas, se envuelven alrededor de un hospedante e invaden su sistema vascular. Tanto los genomas de las plantas de tomate como las plantas de tomate ya se han secuenciado por completo, por lo que los investigadores pudieron comparar los ARN contenidos en las muestras con las secuencias de ADN correspondientes en el genoma. «Lo descubrimos a través del proceso de eliminación y clasificando las secuencias que no eran sustancialmente diferentes del genoma completo», dice Westwood. Usando esta técnica, los investigadores determinaron que es probable que miles de secuencias de ARN se cambien entre el huésped y el parásito durante el proceso de invasión.

«Es sorprendente por varias razones», dice Westwood. «La primera es que si piensas en un parásito como un parásito real, no esperarías ver el movimiento del material genético en el huésped, solo el parásito que absorbe los nutrientes del huésped».

Y luego está la gran cantidad de información que se intercambia. El equipo de Westwood ha podido identificar previamente varias secuencias de ARN en los tejidos parasitarios. Pero el hecho de que miles de ARN voluminosos se intercambien potencialmente entre plantas es sorprendente, dice Westwood. «Es una cantidad tan sustancial de movimiento».

Y debido a que los materiales modificados son realmente moléculas de información, el parásito puede usar sus propios ARN para espiar, así como para piratear todo el sistema de la planta huésped. «El parásito básicamente envía información a la casa del enemigo», dice Westwood, información que puede suavizar las paredes celulares, por ejemplo, facilitando que el parásito invada al huésped y establezca conexiones. «Tiene mucho sentido que los ARN trabajen para ayudar al parásito a asentarse en el huésped», dice. Y esta posibilidad es la que abre tantas puertas para el control de parásitos.

«Lo que puede hacer es crear un cultivo huésped que produzca secuencias cortas de ARN que sean específicas del parásito; puede ayudarlo a construir su propio sistema de defensa», dice. En la actualidad, los agricultores usan herbicidas para evitar que la hierba estranguladora destruya las plantas de tomate, alfalfa y arándano. Entonces, usar este intercambio de material genético a nuestro favor podría evitar este tipo de químicos.

«Con un amplio movimiento de ARN, muchos procesos parasitarios podrían ser objeto de estrategias de control».

Se han hecho intentos para crear armas genéticas similares. con genes individuales En el pasado, dice Neelima Sinha, bióloga de plantas de la Universidad de California Davis, que no participó en el estudio. Pero «este informe ahora sugiere que con el movimiento generalizado del ARN, muchos procesos parasitarios podrían ser el objetivo de las estrategias de control».

Desafortunadamente, los investigadores no han demostrado que los ARN alterados todavía se usen como información, por lo que pueden estar fuera del camino. Pero debido a la naturaleza inherente de los ARN, Westwood cree que es probable que las plantas huésped produzcan proteínas utilizando la información genética de otros. «Es como robar recuerdos de la competencia», dice Westwood. «Puedes leerlos o quemar el papel como combustible».

Por razones obvias, Westwood espera lo primero.

Pensamos: «¡Tal vez podríamos publicar en Science!»

Pero antes de que alguien pueda considerar la creación de plantas con mecanismos de defensa incorporados, Westwood y su equipo tendrán que demostrar que los ARN alterados en realidad están codificados por las plantas receptoras. Esto no será fácil, dice Westwood, porque los investigadores tendrán que distinguir las proteínas que produce el parásito debido a su propio ARN de las proteínas que produce. pudo está hecho por los ARN del huésped. «Es más difícil decir con certeza si una proteína se hizo a partir de un ARN móvil que si una proteína se desplazó por sí sola», dice. Un proceso que intentarán los investigadores es capturar ARN a medida que se convierten en proteínas.

Sin embargo, por el momento, Westwood todavía está contento con la novedad del descubrimiento en sí, independientemente del posible resultado o las aplicaciones humanas. «Estaba feliz de ver los resultados. Nunca esperé encontrar tantas secuencias de ARN en la planta huésped”, dice. «Pensamos» tal vez seremos publicados en Ciencias! «

Corrección: Una versión anterior de este artículo decía que James Westwood está realizando una investigación en la Universidad de Harvard. De hecho, trabaja en Virginia Tech.

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