Investigadores de la Facultad de Química buscan comprender los mecanismos moleculares con que ciertas plantas y organismos vivos hacen frente a las sequías y ambientes con poca disposición de agua, a fin de utilizarlos en la industria agrícola y contrarrestar las repercusiones por el cambio climático, refirió el académico del departamento de Bioquímica de la Facultad de Química, César Cuevas Velázquez, quien ubicó a semillas de plantas como maíz, frijol y arroz entre los organismos con alta capacidad de lidiar con la escasez de agua, “que pueden perder prácticamente todo su contenido de agua y, en condiciones adecuadas, germinar”.
“Nuestro trabajo en el laboratorio busca entender cómo las células perciben y responden a condiciones de baja disponibilidad de agua, lo cual lleva a pensar inmediatamente en las plantas, porque son organismos capaces de vivir en condiciones donde el agua es limitada, como es el caso de las cactáceas”, explicó al dictar la conferencia En búsqueda de los mecanismos de percepción celular del ambiente.
El académico dijo que en estos procesos se presenta la acumulación de las llamadas proteínas LEA (o proteínas abundantes en la embriogénesis tardía; siglas en inglés de Late Embryogenesis Abundant), las cuales se acumulan en grandes cantidades en las semillas secas, pero también en tejidos vegetativos y reproductivos, como raíces, tallos, hojas y flores cuando hay condiciones de déficit hídrico.
“La acumulación de estas proteínas se encuentra íntimamente relacionada con condiciones de baja disponibilidad de agua; sin embargo, no se sabe bien a bien cuál es su función dentro de la planta. Se ha propuesto que previenen que otras proteínas dentro de la célula pierdan su función cuando hay condiciones de desecación.”
La mayoría de las LEA “tienen una estructura intrínsecamente desordenada”, indicó. “Durante mi doctorado estudié una proteína LEA y encontré que cambian su estructura de acuerdo con las condiciones del ambiente; lo cual podría ser de utilidad para desarrollar herramientas que nos permitan entender procesos fundamentales a nivel celular. Por ello, propusimos desarrollar un biosensor capaz de monitorear cómo el ambiente osmótico y el amontonamiento macromolecular cambian en células vivas en respuesta a estrés”.
Generación de biosensores
Al hablar sobre sus líneas de investigación en el Departamento de Bioquímica de la FQ, Cuevas Velázquez mencionó que busca, junto con su grupo de investigación integrado por tesistas de licenciatura y posgrado, “sintetizar proteínas intrínsecamente desordenadas de diferentes organismos como plantas y animales, para generar nuevos biosensores y evaluar su comportamiento en condiciones de estrés osmótico”.
Esos biosensores, añadió, se utilizarán para investigar cómo las células pueden percibir y responder a condiciones de choques osmóticos en la planta modelo Arabidopsis thaliana, así como en algunos hongos que pueden soportar altas concentraciones de sal, además de células humanas y de ratón, a fin de conocer “cómo el estrés osmótico podría regular la formación de un complejo multiprotéico, conocido como inflamasoma; esto en una colaboración con la Universidad Autónoma del Estado de Morelos y el Instituto de Biotecnología de la UNAM”.
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