Madrid.

Un reducido grupo de proteínas claves interactúa entre sí para determinar la forma en que las plantas muestran sensibilidad ante el mundo que las rodea, según el primer mapa que las describe.

Las plantas carecen de ojos y oídos, pero aún así pueden ver, oír, oler y responder a las señales y peligros ambientales, especialmente a los patógenos virulentos. Lo hacen con la ayuda de cientos de proteínas de membrana que pueden detectar microbios u otras tensiones.

Sólo una pequeña porción de esas proteínas sensibles se ha estudiado mediante la genética clásica, y el conocimiento sobre cómo funcionan estos sensores formando complejos entre sí es escaso. Ahora, un equipo internacional de investigadores ha creado el primer mapa de red para 200 de estas biomoléculas, el cual muestra cómo unas pocas proteínas claves actúan como nodos maestros críticos para la integridad de la red, y también revela interacciones desconocidas.

Se trata de un trabajo pionero para identificar la primera capa de interacciones entre estas proteínas, señaló en un comunicado Shahid Mukhtar, profesor asistente de biología en la Universidad de Alabama en Birmingham (UAB), participante en el estudio.

La comprensión de estas interacciones podría conducir a formas de aumentar la resistencia de una planta a patógenos u otras tensiones como el calor, la sequía, la salinidad o el impacto frío. Esto también puede proporcionar una hoja de ruta para investigaciones futuras de científicos de todo el mundo.

El equipo internacional, con sede en Europa, Canadá y Estados Unidos, fue dirigido por Youssef Belkhadir, del Instituto Gregor Mendel de Biología Vegetal Molecular, en Viena. El estudio fue publicado en la revista Nature.

Quinasas receptoras

El nuevo mapa de red de interacción integral se centró en una de las clases más importantes de esas proteínas de detección: las quinasas receptoras repetitivas ricas en leucina, o las quinasas receptoras de LRR, que son estructuralmente similares a los receptores tipo-toll humanos, que forman parte del sistema inmunitario.

Las quinasas receptoras de LRR son una familia de proteínas en plantas y animales que son en gran parte responsables de detectar el medio ambiente. En las primeras tienen un dominio extracelular de la proteína, que se extiende más allá de la membrana celular, que puede reconocer señales químicas, como las hormonas de crecimiento o porciones de proteínas de los patógenos. Las quinasas receptoras luego empiezan a dar respuestas a estas señales dentro de la célula, usando un dominio intracelular de la molécula.

La planta modelo Arabidopsis thaliana contiene más de 600 quinasas receptoras diferentes, 50 veces más que los humanos, que son fundamentales para el crecimiento, el desarrollo, la inmunidad y la respuesta al estrés. Hasta ahora, sólo un puñado tenía funciones conocidas, y se sabía poco sobre cómo los receptores podrían interactuar con cada uno para coordinar las respuestas a señales a menudo conflictivas.

Para el estudio de Nature, el laboratorio de Belkhadir probó las interacciones entre los dominios extracelulares de los receptores de forma pareja, trabajando con más de 400 dominios extracelulares de las quinasas receptoras de LRR y realizando 40 mil pruebas de interacción.