Un mapa molecular para las ciencias de las plantas
Primer mapa completo del proteoma de la planta modelo Arabidopsis thaliana
Las plantas son esenciales para la vida en la Tierra. Proporcionan alimento para esencialmente todos los organismos, oxígeno para respirar, y regulan el clima del planeta. Las proteínas desempeñan un papel clave en el control de todos los aspectos de la vida, incluidas las plantas. Bajo la dirección de la Universidad Técnica de Munich (TUM), un equipo de científicos ha cartografiado ya unas 18.000 de todas las proteínas que se encuentran en la planta modelo Arabidopsis thaliana.
Mediante la cartografía de más de 18.000 proteínas, los científicos de la TUM han creado una amplia referencia molecular para la popular planta modelo Arabidopsis thaliana, a la que se puede acceder libremente a través de la base de datos en línea "ProteomicsDB".
Lehrstuhl für Proteomik und Bioanalytik
Cada célula de cualquier organismo contiene la información genética completa, o el "plano", de un ser vivo, codificado en la secuencia de los llamados bloques de construcción de nucleótidos de ADN. Pero, ¿cómo crea una planta tejidos tan diversos como una hoja que convierte la luz en energía química y produce oxígeno, o una raíz que absorbe los nutrientes del suelo?
La respuesta está en el patrón de proteínas de las células del tejido respectivo. Las proteínas son los principales actores moleculares en cada célula. Son biocatalizadores, transmiten señales dentro y entre las células, forman la estructura de una célula y mucho más.
"Para formar el patrón de proteínas, no sólo es importante qué proteínas están presentes en un tejido, sino, lo que es más importante, en qué cantidades", explica Bernhard Kuster, Profesor de Proteómica y Bioanalítica en la TUM. Por ejemplo, las proteínas de la maquinaria de la fotosíntesis se encuentran principalmente en las hojas, pero también en las semillas, aunque en niveles mil veces más bajos.
Las plantas de laboratorio como modelo para la investigación básica
El equipo que rodea a la Dra. Julia Mergner y al Prof. Bernhard Kuster examinó la planta modelo Arabidopsis thaliana, o berro de cola, utilizando métodos bioquímicos y analíticos de alto rendimiento para averiguar más sobre la composición molecular.
Durante 40 años, esta hierba bastante discreta con pequeñas flores blancas ha sido el "ratón de laboratorio" de la biología de las plantas. Es pequeña, generalmente poco exigente y fácil de cultivar. Estas propiedades han allanado el camino para que sea frecuente en la genética y la biología molecular. El hecho de que los conocimientos de la investigación básica sobre la Arabidopsis puedan a menudo transferirse a las plantas de cultivo también hace que la Arabidopsis sea interesante para la investigación sobre el cultivo de plantas.
La mayor parte de los datos se generaron utilizando un método llamado cromatografía líquida-espectrometría de masas en tándem, que permite el análisis de miles de proteínas en paralelo en un experimento y los métodos bioinformáticos ayudaron a analizar las enormes cantidades de datos.
Arabidopsis-Atlas para la comunidad científica mundial
"Por primera vez, hemos cartografiado exhaustivamente el proteoma, es decir, todas las proteínas de los tejidos de la planta modelo Arabidopsis", explica Bernhard Kuster. "Esto permite nuevos conocimientos sobre la compleja biología de las plantas."
Todos los resultados del trabajo de investigación se resumieron en un atlas virtual que proporciona las respuestas iniciales a las preguntas:
- ¿Cuántos de los aproximadamente 27.000 genes existen en la planta como proteínas (> 18.000)?
- ¿Dónde se encuentran dentro del organismo (por ejemplo, en la flor, la hoja o el tallo)?
- ¿En qué cantidades aproximadas se producen?
Todos los datos están disponibles gratuitamente en la base de datos en línea ProteomicsDB, que ya contiene un catálogo de proteínas para el proteoma humano, que el mismo equipo de la TUM decodificó en 2014.
Los resultados de la investigación como base para el futuro análisis de las plantas de cultivo
Se puede anticipar que existen similitudes entre la Arabidopsis y los mapas moleculares de otras plantas. "Por lo tanto, el Atlas también debería inspirar la investigación de otras plantas", dice Kuster.
En el futuro, los investigadores centrarán su atención en el análisis de los cultivos. Será de particular interés investigar cómo cambia el proteoma cuando las plantas son atacadas por plagas o cómo las plantas pueden adaptarse al cambio climático.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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