jueves, 13 de julio de 2017

En busca del químico perdido #Tomates con genes #noticias


Post escrito por Irene García Maquilón, alumno del máster de Biotecnología Molecular y Celular de Plantas que organiza el IBMCP.

Que el cambio climático es un hecho no es ninguna novedad (exceptuando la opinión de Trump). La continua emisión de gases de efecto invernadero es una de las principales causas. Y sí, somos culpables de la aceleración de este proceso natural; pero, además del calentamiento global, el derretimiento del Ártico o la subida del nivel del mar, el cambio climático afecta a los organismos que nos dan de comer y nos permiten respirar: las plantas.

Te preguntarás cómo puede afectar el cambio climático a las plantas, o más concretamente, a la agricultura. Pues bien, para entender esto no hace falta irse muy lejos; cada uno de nosotros puede apreciar en sus propias carnes las variaciones del clima durante las últimas décadas. Desde que se iniciaron los registros, llevamos superando el año más caluroso de la Tierra desde hace tres, siendo 2016 el año más cálido del que se tiene constancia. Y no lo digo yo, lo dice la Organización Meteorológica Mundial (OMM).

Variación global de la temperatura en las últimas décadas. Fuente: OMM.
Variación global de la temperatura en las últimas décadas. Fuente: OMM.

Ante este sofocante calor, los animales somos capaces de resguardarnos bajo la sombra de un pino, o frente al aire acondicionado (como bien sabe mi perra). Sin embargo, las plantas son organismos sésiles y no pueden huir de las condiciones adversas. No les queda otra que soportarlas y hacer frente (o no) a estos estreses.

Y es que sí, aunque parezca una broma las plantas también se estresan. Durante su prolongada evolución, han sido capaces de desarrollar estrategias para tolerar perturbaciones (en la medida de lo posible). Calor, frío, viento, sequía o bichillos que intentan comérselas; son algunos de los estreses a los que tienen que hacer frente las plantas. Además, lo normal es que la planta esté sometida simultáneamente a varios de ellos, por lo que la respuesta de defensa debe ser aún más potente. Así, las altas temperaturas traen consigo periodos de escasez de agua y con ellos, la pérdida del rendimiento de las explotaciones agrícolas. Y debido a esto, la sequía es uno de los estreses más importantes a los que se enfrentan las plantas. Es en este punto donde se centra mi Proyecto Fin de Máster. Pero vayamos por partes…

Uno de los estreses de las plantas, las altas temperaturas.
Uno de los estreses de las plantas, las altas temperaturas.

Todos hemos observado lo que le ocurre al agua cuando sube la temperatura: se evapora. Por tanto, esto hace que disminuya el agua disponible en el suelo para el aprovechamiento por la planta. Además, la escasez de precipitaciones tampoco ayuda, como bien saben mis paisanos murcianos. Y el trasvase Tajo-Segura tiene sus limitaciones. Entonces, si la sequía es el estrés que más pérdida del rendimiento de los cultivos provoca y el cambio climático no hace sino agravarlo, ¿cómo podemos hacerle frente?

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Proceso de evaporación del agua

La respuesta inmediata sería conseguir cultivar plantas que fueran resistentes a sequía. Pero esto no es trivial. Lo primero es descifrar los mecanismos implicados en la defensa de la planta frente a la escasez de agua.

En términos generales, cuando una planta se encuentra sometida a sequía aumentan en ella los niveles de una hormona vegetal conocida como ácido abscísico; comúnmente denominada ABA, "la hormona del estrés hídrico". La primera defensa de la planta comienza por evitar, a toda costa, perder más agua de la necesaria. Esta pérdida tiene lugar a través de los estomas, que son unos pequeños poros a través de los cuales la planta transpira. El ABA se encarga de abrir y cerrar estos poros, entre otras funciones.

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Efecto de la sequía

Hasta aquí todo claro, pero vayamos un poco más allá. Para comprender la acción del ABA primero debemos pasar por conocer su ruta, es decir, cómo actúa en la planta.

Imaginemos que estamos viendo a nuestro hermano mayor construir una hilera de fichas de dominó, y que continuamente nos está reprimiendo en el intento de derribar esta hilera. Pero entonces llega tu mascota y, en su intento por unirse al juego, provoca el derribo, desencadenando el efecto dominó. Pues bien, ahora imagina que tu mascota es el ABA; nosotros, el receptor de la hormona en la planta; nuestro hermano mayor, el represor de la ruta en ausencia de sequía; y las fichas de dominó, la respuesta que ocurre en la planta.

Parece sencillo, ¿verdad?

La realidad es que no lo es, estando implicados multitud de procesos y reacciones en la planta:

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Ruta del ABA

Pero vayamos a lo importante, ¿qué tiene todo esto que ver con mi proyecto en el laboratorio? Si recordáis, he mencionado que una de las posibles vías para hacer frente al estrés es la obtención de plantas que sean capaces de resistir (o tolerar) la sequía. Y que en presencia de ABA se activa la ruta natural que tienen las plantas para hacer frente al estrés. Por tanto, no sería descabellado proponer como estrategia rociar los cultivos de plantas con esta hormona para "encender" la respuesta, adelantándonos al estrés. ¿Hemos encontrado la solución al problema del estrés hídrico?

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Don't give up!

Pues no, pero casi (bueno, en ello estamos). El ABA es un compuesto muy difícil de producir y que, además, se degrada rápidamente en la planta. Deberíamos rociar continuamente la hormona, lo que en términos económicos no es rentable. Pero, ¿y si encontráramos un compuesto químico natural, fácil de producir, y que mimetizara la respuesta del ABA en la planta? He aquí el objetivo principal de mi Trabajo Fin de Máster: identificar agroquímicos capaces de activar la resistencia de las plantas a sequía, a través de la ruta de ABA.

Esta estrategia se engloba dentro de lo que en Biotecnología se conoce como "Drug Discovery". Para ello, estamos realizando un rastreo de una librería (conjunto) de compuestos químicos naturales que consigan liberar la inhibición en la que se encuentra la ruta de ABA en condiciones normales (recordemos la matáfora anterior según la cual se trata de eliminar al hermano mayor que no nos permitía tirar las fichas). Nuestra planta de estudio es Setaria viridis, una mala hierba. Hemos escogido esta planta porque pertenece a la familia de las gramíneas (como el maíz o el trigo) y sus resultados podrían aplicarse a campo. Por el momento puedo decir que tenemos resultados prometedores, pero… ¡Hasta aquí puedo contar!

Espero que os haya resultado entretenido, y ojalá, ¡hayáis aprendido algo nuevo!

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