miércoles, 18 de noviembre de 2020

La lucha interna del tomate herido: Tomato Warrior #Tomates con genes #noticias


Post realizado por Lucía Martín, alumna del máster de biotecnología molecular y celular de plantas.

¿Por qué hablamos de tomate? Sabemos que su cultivo tiene gran importancia a nivel mundial, pues su fruto sirve de alimento prácticamente en todo el globo. De hecho, estoy segura de que no tenéis que remontaros a muchos días atrás para comprobar que hayáis tenido algún tomate en vuestro plato, tanto como en salsas, en ensaladas o en guarniciones.

Sin embargo, los tomates también sufren, ya que se producen muchas pérdidas debido, entre otras cosas, a daños producidos por otros seres vivos, bacterias, hongos, insectos y enfermedades causadas por los mismos. Al igual que el ser humano cuando está enfermo, sufre unas determinadas respuestas como pueden ser la generación de mucosas, o en un corte se producen plaquetas que ayudan a disminuir el sangrado. Del mismo modo las plantas son unas luchadoras y tienen su manera de defenderse frente a sus atacantes. Los vegetales actúan bien produciendo sustancias de defensa, bien produciendo respuestas que produzcan muerte celular alrededor de la infección para evitar su expansión en la hoja y la planta. En ocasiones incluso pueden expulsar sustancias al aire que "llamen" al depredador natural para comerse al insecto que está molestando a la planta.

Como tengo un gran afán por los frutos rojos, y por la fitopatología, en mi trabajo de fin de máster estoy trabajando con plantas de tomate. Más concretamente estudio el papel de dos de sus genes en respuesta a herida. Tal vez os preguntéis qué son exactamente los genes. Estos contienen información que la planta lee y traduce obteniendo las instrucciones allí escritas para formar proteínas.

Utilizo dos plantas en mis experimentos, una de ellas tiene silenciado el gen Twi1 y otra sobre-expresado el gen THT, ambos genes se expresan en respuesta a herida y participan en la defensa de la planta. Un silenciamiento supone que no se produzca apenas cantidad de la proteína en este caso la proteína Twi1. Una sobre-expresión, por el contrario, hace que se genere proteína de manera más abundante que en una planta normal.

Las proteínas que codifican los genes mencionados son Twi1 y THT. De ellas queremos ver la respuesta que se genera dentro de la planta cuando le haces una herida con pinzas. Os las voy a presentar a continuación, así que vamos a agarrarnos fuerte que vienen curvas:

Twi1 se trata de una proteína glicosiltransferasa cuya producción aumenta cuando la planta sufre una herida. Me explico, las glicosil-transferasas son unas proteínas que facilitan y aceleran la reacción de la glicosilación en la planta. La glicosilación es un proceso en el que se produce una adición de azúcares a metabolitos secundarios.

Ejemplo de la actividad de glicosilación por parte de una glicosil transferasa en la que se ve la adición de una molécula de azúcar.

Aclaremos, los metabolitos secundarios son compuestos químicos de los cuales su falta no supone la muerte inmediata de la planta, al contrario que ocurre con los metabolitos primarios. Además, aportan protección, competencia o interacciones con otras especies, es por ello por lo que nos interesan en este trabajo.

Volvamos con uno de nuestros protagonistas, Twi1. Su silenciamiento en la planta de tomate produce la acumulación de sustratos que normalmente glicosilaría, pero en este caso no, ya que no se genera apenas la proteína porque está silenciada. Estos sustratos son metabolitos como cumarinas entre otros, y flavonoides. Estos metabolitos son moléculas naturales que tienen una función en la respuesta defensiva de las plantas. Con todo esto, se ha comprobado que el silenciamiento de este gen produce susceptibilidad al virus del bronceado del tomate.

THT se trata de una proteína que participa en la formación del ácido hidroxicinámico (HCAA), este actúa contra los patógenos ya que tiene propiedades antibacterianas, antifúngicas y antioxidantes. Se sabe que la sobreexpresión de THT hace que la planta sea más resistente a la infección de la bacteria Pseudomonas syringae pv.

¿Por qué trabajo con herida? Realizo heridas por dos razones. La primera es que los genes Twi1 y THT se inducen tras dañar la planta y quiero estudiar esa respuesta cuando no se expresan (la planta con Twi1 silenciado), o se expresan demasiado (la planta con THT sobreexpresado). La segunda se debe a que quiero estudiar el efecto de insectos que producen daños físicos en la planta. Como han comprobado mis compañeros en el laboratorio, realizar una herida con unas pinzas en las hojas de la planta de tomate se asemeja al daño físico generado por un insec

Ejemplo de herida realizada con pinzas en hoja de tomate. Se ve levemente la marca de las pinzas.

En mis experimentos tomo muestras de hoja heridas y sin herir, estas últimas son los controles, para tener una referencia con la que compararlas. Con estas muestras realizo una caracterización de rasgos visibles. También mido la cantidad y los distintos tipos de metabolitos secundarios que son sustrato de Twi1 y de metabolitos producto de THT de los que hemos hablado. Así comprobamos la diferencia entre compuestos que se producen en las plantas no heridas y las sí heridas. Todo ello tiene el fin de estudiarlo más a fondo, ya que la presencia o ausencia de los metabolitos secundarios aportan información sobre esta defensa. Por ejemplo, su síntesis se produce en respuesta a ataques de patógenos.

Por eso considero esencial la investigación, porque resulta vital el estudio del funcionamiento de las plantas para entenderlo mejor. De esta manera se podría actuar mejor y más eficazmente contra plagas y enfermedades y seguir teniendo tomates disponibles en nuestra dieta del día a día, evitando que se produzcan grandes pérdidas de alimento. Además de poder seguir disfrutando de la tomatina de Buñol en el mes de agosto, claro está, si el Covid nos lo permite.

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