¿Cómo saben las plantas cuándo necesitan protector solar?

La Dra. Ivana Viola* es investigadora adjunta del CONICET en el Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (IAL), con sede en el Predio “Dr. Alberto Cassano” del CONICET Santa Fe. Su especialidad es el estudio de los mecanismos moleculares que regulan la expresión génica en plantas, en particular, en la Arabidopsis thaliana.

En términos tan sencillos como el tema lo permita, ¿a qué refiere su especialidad?
En nuestro grupo estudiamos una familia de genes llamada TCP que codifica para proteínas que reconocen secuencias específicas en el ADN y así activan o desactivan a otros genes. Esto es un proceso complejo que tiene que regularse de manera muy fina y exacta en las células para que los genes se expresen en el momento o situación adecuados y así se logre el desarrollo correcto de la arquitectura de la planta. Nosotros nos dedicamos a investigar en qué aspectos del desarrollo y de la respuesta al ambiente participan las proteínas TCP, cuáles son los genes que regulan y cómo lo hacen a nivel molecular. Dicho de una forma sencilla, ellas son las directoras de una orquesta muy compleja y nosotros intentamos entender cómo es que estas proteínas dirigen la orquesta, qué instrumentos hay y qué hace cada uno para que la melodía sea perfecta.

¿En qué radica el valor de las plantas como seres vivos a los cuales investigar?
Lo más fascinante de las plantas es que, al ser organismos sésiles, es decir, incapaces de moverse para buscar lugares aptos para su crecimiento, o de escapar de un peligro como lo hacen los animales, han evolucionado desarrollando mecanismos particulares para percibir el ambiente que las rodea -la duración del día, el tipo de luz, la temperatura, patógenos, condiciones del suelo, etc.- y disparar respuestas en consecuencia. Esto las vuelve muy interesantes ya que su desarrollo no está determinado como en el caso de los animales sino que, continuamente, perciben el ambiente que las rodea y adaptan su desarrollo en función de esto.

Usted y su grupo, ¿están abocados a la ciencia básica o a la aplicada?
En principio, en nuestro laboratorio hacemos ciencia básica. ¿Qué significa esto? Que buscamos comprender la naturaleza, porque para poder hacer ciencia aplicada se necesita entender cómo funcionan las cosas. Por ejemplo, si uno introduce un gen x en una planta pero no conoce cuáles son todos los aspectos del desarrollo en los que participa, no puede saber en qué medida este cambio será beneficioso a nivel tecnológico.

¿Qué resultados se han obtenido hasta el momento?
Estudiamos estas proteínas desde hace muchos años y hemos dilucidado varios aspectos de su interacción con el ADN y con otras proteínas, y los procesos del desarrollo en los que participan. Por ejemplo, “recientemente, encontramos que estas proteínas regulan la síntesis de antocianinas, un tipo de pigmento que las plantas generan para defenderse de ciertas condiciones como alta intensidad de luz”.

Palabras que responden la pregunta del título de esta nota…
Así es. Todos sabemos que las plantas necesitan de la luz para vivir. Durante la fotosíntesis convierten la energía almacenada en los fotones provenientes del Sol en energía química que se usa para sintetizar glucosa. Sin embargo, si la intensidad de luz es muy alta genera daños en los tejidos vegetales. Nosotros descubrimos que las proteínas TCP reprimen la síntesis de antocianinas en condiciones de luz normal o cuando los períodos de luz intensa son cortos. Cuando estos períodos se alargan la luz genera cambios en el estado redox de la célula que oxidan las proteínas TCP, inactivándolas. Entonces, como ya no pueden unir ADN, los genes que antes estaban reprimidos ya no lo están y las plantas pueden protegerse de la luz intensa.

El suyo, ¿es un trabajo “en solitario”, laborioso, costoso?
No. Muy lejos de ser seres solitarios, los científicos siempre trabajamos en equipo y permanentemente estamos en contacto con otros grupos para contribuir en el avance del conocimiento. En cuanto a lo laborioso, cabe decir que la investigación es un área que requiere mucho tiempo, esfuerzo y dedicación. Como “exploramos lo desconocido” un proyecto que comenzamos hoy quizá da frutos dentro de 3 años, y siempre se generan nuevos interrogantes para continuar estudiando. Y sí, la biología molecular es muy costosa, tanto a nivel de insumos como de equipamientos.

¿Desarrolla su actividad en un laboratorio o en un vivero?
Para estudiar la interacción con el ADN y otras proteínas hacemos estudios in vitro con las proteínas puras y luego buscamos comprobarlo in vivo en plantas. Para estudiar la función de las proteínas TCP entre otras cosas utilizamos plantas mutantes en los genes que las codifican, y generamos plantas transgénicas que tienen niveles aumentados de estas proteínas. Estas plantas se someten a diferentes condiciones de crecimiento o tratamientos y luego analizamos qué es lo que ocurre a nivel molecular. Por ejemplo, qué genes cambian su expresión. Luego realizamos diferentes experimentos para entender las cascadas de señalización celular que se desencadenan. Así, una parte de los experimentos se hacen en el laboratorio y otra en cámaras de cultivo de plantas.

En un futuro, ¿en qué otras especies vegetales se podrá trabajar?
Nosotros estudiamos Arabidopsis, la planta modelo para dicotiledóneas. Sin embargo, a algunas de las cosas que hemos descubierto planeamos trasladarlas a soja, maíz, trigo y arroz para así desarrollar plantas con características mejoradas.

(*) Santafesina, es Dra. en Ciencias Biológicas (UNL) y Prof. Adjunta en la FBCB/UNL. El IAL depende de la UNL y del CONICET. Entrevistó: Lic. Enrique A. Rabe (ÁCS/CONICET Santa Fe).