Las plantas también tienen su reloj interno

Siempre se habla del ritmo circadiano y el reloj interno que tenemos los animales, pero muchas veces se nos olvida que las plantas también tienen su reloj interno. El reloj molecular de las plantas depende de muchos factores, pero en el trabajo que voy a comentar hoy se centran en el reloj de las raíces. Porque sí, las raíces también tienen su reloj interno.

El trabajo se ha publicado hace unas semanas en Science y podéis encontrarlo aquí en su versión previa en bioRxiv: Cell wall remodeling and vesicle trafficking mediate the root clock in Arabidopsis

El reloj interno en las raíces de las plantas

En las plantas existen diferentes factores que regulan el crecimiento y les permiten ubicarse en el tiempo y el espacio. Un punto crítico para la supervivencia de la planta es el crecimiento de las raíces. Cuando una raíz se extiende, se genera un primordio lateral, esa pequeña raíz que sale de la parte que ya es más gruesa. Para que se extienda, primero se tiene que generar el punto en el que se va a abrir. Para regular esa generación, se produce una oscilación en la expresión de genes.

Desde hace tiempo se sabe que uno de los marcadores que regulan la generación de las raíces es el llamado DR5, pero de forma más reciente también se identificaron los niveles de auxina. La auxina es una hormona que regula el crecimiento… como supongo que ya se suponía. Afecta a toda la planta y es fundamental en los frutos.

Ahora, en este nuevo estudio, se valora fundamentalmente una ruta paralela, la de GNOM. GNOM regula el tráfico entre las vesículas y la membrana, y esto va a ser fundamental para la formación de las nuevas raíces.

Imagen de la raíz de una planta
Raíz de una planta con sus ramificaciones

La pectina, fundamental en la formación de raíces

Hasta el momento se tenía claro que todas las raíces laterales se generaban de uno de esos puntos laterales, una pre-rama. En este caso, más bien una pre-raíz. Aunque todas las raíces de generan de ellas, no todas dan lugar a raíces, pero sí la mayoría. Y el crecimiento de la nueva raíz comienza poco después de la formación de este punto clave.

Para identificar qué factores podían desencadenar el proceso y regularlo, los autores del trabajo buscaron qué elementos abundaban más durante la oscilación espacio-temporal en esa parte de la planta. Así, aquellos factores que estuviesen sobrerrepresentados, podrían estar implicados. Una vez identificados, analizaron los genes implicados para analizar las posibles funciones.

Por supuesto, se encontraron múltiples factores, pero aquí llegamos al GNOM antes nombrado. Claramente se veía afectado por el reloj interno de las plantas. Y para que se puedan formar las nuevas raíces, es necesaria la acumulación de pectinas en el punto crítico del que va a nacer la raíz. Aquí entra en juego el homogalacturonano.

El homogalacturonano es tipo de pectina, que se sintetiza en el Golgi y debe transformarse antes de llegar a su destino. Dado que GNOM regula el tráfico desde las vesículas, parecía necesario analizar si existían una conexión. Y claro que existía, pero mucho más compleja de lo que podría parecer. Lo que se está regulando durante el ciclo no es la presencia del homogalacturonano, es qué forma en concreto del homogalacturonano va a qué parte concreta.

¿Entonces qué regula las raíces?

A estas alturas tenemos ya muchos factores, porque ya conocíamos el papel de las auxinas, pero en total sabemos que hay también muchos factores implicados en el transporte y en la homeostasis, porque es necesario controlar los nutrientes. Si el ambiente no es el adecuado, quizá no sea el momento para generar una raíz.

Pese a que aquí veníamos a buscar respuestas, todavía no sabemos cual es la relación entre la presencia de las pectinas y la generación de una raíz, No sabemos cómo funciona la modulación, pero sabemos que existe. Por ahora, lo que podemos decir es que los diferentes niveles pueden hacer que, mientras crece una nueva raíz de un lado, no crezca del lado opuesto.

Esta última teoría parece apoyarse en otros factores, ya que el reloj interno de las plantas, que va oscilando cada seis horas aproximadamente, incluye otros muchos factores que también parecen apoyar esa limitación de moléculas en el lado opuesto. Pero seguimos sin tener claro qué es lo que hace que se empiece a formar ese punto de pre-raíz, porque no sabemos qué desencadena la acumulación de factores del reloj biológico que digan «ahora, nueva ramita». Por eso todavía quedan muchos estudios pendientes, estudios que permitan entender qué elementos externos mueven la balanza hacia un lado o hacia el contrario. Pero ahora sabemos un poquito más sobre cómo se forman las raíces de las plantas.

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