Un equipo dirigido por el biólogo Alberto Kornblihtt descubrió un nuevo mecanismo que interviene en las respuestas de las plantas ante la presencia o ausencia de luz.
Un equipo dirigido por el investigador Alberto Kornblihtt descubrió un nuevo mecanismo que interviene en la regulación de las respuestas que las plantas pueden dar ante la presencia de luz u oscuridad. El hallazgo, clave en el proceso de la fotosíntesis, fue publicado ayer en la prestigiosa revista Science. Lino Barañao, ministro de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, destacó la relevancia de este tipo de trabajo que “a la larga nos va a permitir tener cambios trascendentales a nivel tecnológico”. “Este aumento de la visibilidad de la ciencia argentina en revistas de primer nivel nos ofrece una ventaja comparativa frente a otros países de Latinoamérica”, destacó Kornblihtt, director de laboratorio en el Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIByNE), dependiente del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet) y la UBA.
La presentación se hizo en el Polo Científico del Ministerio de Ciencia, en Palermo. En la presentación estuvieron también Osvaldo Uchitel, director del IFIByNE; una de las autoras del trabajo, la licenciada en Ciencias Biológicas Micaela Godoy Herz, y Ezequiel Petrillo, quien inició la investigación y está realizando un posdoctorado en el Max F. Perutz Laboratories de la Universidad de Viena, Austria.
Hasta ahora se conocía el papel decisivo que los cloroplastos, organelas presentes en las células de las plantas, tienen en la fotosíntesis –ese proceso por el cual las plantas transforman las sustancias inorgánicas en orgánicas–. Pero se desconocía que eran capaces de sensar la luz y regular cuántas proteínas distintas puede fabricar cada uno de los genes presentes en el núcleo de las células.
La investigación comenzó hace seis años, cuando Ezequiel Petrillo, doctor en Ciencias Biológicas, le propuso a Kornblihtt estudiar el “splicing alternativo” en células vegetales. El splicing alternativo es el mecanismo por el cual “cada uno de los genes puede producir más de una proteína; con lo cual se aumenta la capacidad codificante del genoma. Por ejemplo, si el genoma humano tiene 23 mil genes, el número de proteínas que puede producir es mucho mayor, ronda los 100 mil, gracias a este mecanismo que está regulado”, explicó Kornblihtt, cuyo laboratorio venía estudiando el tema solo en células animales.
La fotosíntesis es un proceso biológico por el que “las plantas logran fabricar azúcares, que son sus alimentos, a partir de dióxido de carbono del aire y de agua que obtienen de las raíces, y ese alimento de las plantas es a su vez alimento de los animales, inicia la cadena trófica que está en la pirámide de toda la subsistencia del mundo vivo. Sin fotosíntesis y sin plantas verdes, no habría el resto de la vida sobre la tierra”, recordó Kornblihtt.
Petrillo usó como modelo una hierba de la familia de la mostaza. La sometió a diversas pruebas y se dio cuenta de que la luz que mandaba la señal para que el splicing alternativo se modificara en el núcleo de las células vegetales, provenía del cloroplasto. Más aún, llegó a la conclusión de que una sustancia que se llama plastoquinona es la que “gatilla” la señal que va al núcleo. “Lo que encontramos entonces –explicó Kornblihtt– es que en las células de las hojas, el cloroplasto, cuando está iluminado, aumenta la cantidad de esta sustancia y manda una señal al núcleo que modifica el splicing alternativo, no de un solo gen sino del 40 por ciento de los genes de la planta. En cambio, cuando hay oscuridad disminuye la cantidad de esa plastoquinona y cambia el splicing de esos mismos genes.”
Además, encontraron que hay una señal química que va del cloroplasto al núcleo, pero a su vez hay otra señal que puede transmitir el mensaje de la parte verde de la planta a la raíz, cuyas células no tienen cloroplastos.
“Sabemos que este organismo es importante para la adaptación de las plantas al medio porque si interrumpimos esa regulación del splicing alternativo por acción de la luz, las plantas tienen un desarrollo malo, no crecen, se vuelven amarillas y mueren. Esto ocurre cuando las sometemos a condiciones de estrés o a situaciones de luz u oscuridad muy prolongadas”, explicó Kornblihtt.
La pregunta que surgió en el auditorio del Polo Tecnológico del Ministerio, es si con este hallazgo se podrían desarrollar cultivos para adaptarse a determinados lugares con condiciones extremas. El investigador aclaró que no: “es un trabajo de investigación básica, muy novedoso, que puede en el futuro ser la semilla de alguna aplicación pero que en el presente no la tiene”, explicó.
“Es importante conocer este mecanismo necesario para que la planta pueda crecer normalmente. Quizás en algún momento se lo pueda controlar para hacer que crezca mejor de lo que crece normalmente. Por ahora no tenemos evidencias de eso”, argumentó Kornblihtt. “Hay que sostener la investigación básica porque de ahí van a salir los resultados aplicables en el futuro. Ese conocimiento básico, con el tiempo, da lugar a conocimientos aplicados. Además, es la única manera de formar gente sólida”, destacó.
“De acá al 2050 tenemos que producir tanto alimento como produjo la humanidad en toda su historia; con los rindes actuales necesitaríamos una superficie como la de Brasil para poder abastecer las necesidades de alimento de la humanidad y esto ha llevado a muchos científicos a pensar que tal vez la fotosíntesis deba ser rediseñada. No estamos llegando a ese punto todavía, pero hay muchos aspectos de la fotosíntesis, de cómo la principal fuente de energía que es el sol se traduce en nutrientes y energía para los seres vivos, que es algo que amerita claramente ser estudiado en mayor detalle”, contextualizó Barañao. “Por eso, para el Ministerio esto es un caso emblemático del tipo de ciencia que queremos. Que tenga que ver con problemas que son esenciales no solo para la humanidad sino para el país, que tiene el rol indelegable de productor de alimentos.”
Kornblihtt destacó la inversión por parte del ministerio, que aportó al Instituto 3,4 millones de pesos, y los esfuerzos que están haciendo para que los científicos como Petrillo puedan volver al país.
–¿Qué se siente cuando un equipo de investigadores tan jóvenes alcanzan un logro como éste?
–Se vive con mucha alegría porque si la Argentina es mi lugar en el mundo y el de Micaela y Petri, lograr cosas desde acá tiene mucho más valor afectivo y emocional que cuando uno decide hacer las cosas afuera. Hay mucho esfuerzo, mucho tiempo de investigación, mucha perseverancia y eso se lo agradezco a mis discípulos porque no basta con que yo dirija.