Mesa Redonda: Los protistas: microorganismos modelo en Biotecnología y Biomedicina.
Mesa Redonda: Los protistas: microorganismos modelo en Biotecnología y Biomedicina.
Integradores de la bioenergética de metabolismo y cambio de fase en protistas fotosintéticos: modelos para plantas
Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis. Consejo Superior de Investigaciones Científicas - Universidad de Sevilla. Av. Américo Vespucio, 49. 41092-Sevilla.
Los procesos bioenergéticos fundamentales se han conservado en toda la escala evolutiva. En plantasy protistas fotosintéticos su regulación es compleja porque las características morfofisiológicas de los organismos vegetales les obligan a responder de manera muy coordinada a las señales externas. Así, responden finamente a la presencia de luz, tanto a su cantidad y calidad (fotorreceptores) como a la longitud del día y al ritmo circadiano. Igualmente, la presencia de azúcares produce una alteración del metabolismo celular y el desarrollo muy generalizado en vegetales (1). Este complejo sistema de respuesta génica necesita puntos de control global para asegurar la coordinación y optimización de la respuesta a las señales externas, los llamados integradores o proteínas cuya modulación sirve a su vez de control para numerosos procesos celulares. La secuenciación de los genomas de plantas y algas ha mostrado que algunos de estos integradores potenciales se encuentran altamente conservados en la evolución.
Nuestro grupo está estudiando la modulación conjunta de estos integradores en sistemas modelo como el protista Chlamydomonas reinhardtii y la planta Arabidopsis thaliana. El estudio comparado de las rutas en protistas y plantas permite extraer información de su evolución y sobre sus componentes básicos, deshilando la trama que esconde las vías regulatorias de los eucariotas complejos. Hemos centrado nuestro interés en dos procesos: 1- Los cambios que ocurren en la bioenergética durante la transición de fase mediada por el gen CONSTANS (y su ortólogo en algas verdes) comparando la floración con la reproducción vegetativa en microalgas (2). 2- La implicación de un regulador global específico tipo DOF en la ruta principal de asimilación de nitrógeno en vegetales (3). En este caso cobra especial interés identificar mediante un estudio comparado los genes ortólogos de C. reinhardtii y Oryza sativa, donde la alta redundancia génica (más de treinta homólogos) dificulta encontrar el gen que cumple dicha función.
La modificación de estos reguladores es la clave de la optimización de los procesos bioenergéticos en vegetales con vistas a una mejora genética, más que la alteración de las características de las enzimas de las rutas centrales que la componen, aproximación que ha resultado infructuosa en el pasado. Nuestra línea de investigación plantea por tanto elucidar los mecanismos básicos que controlan la bioenergética vegetal con el ánimo de identificar los integradores de las señales externas que modulan su funcionamiento. Su alteración por técnicas de ingeniería genética tiene el potencial de generar líneas transgénicas con características mejoradas para la producción agraria e industrial.
Refs.
1. F. Valverde, J.M. Ortega, M. Losada y A. Serrano. 2005. Planta (DOI:10.107/s00425-005-1501-0).
2. F. Valverde, A. Mouradov, W.Soppe, D. Ravenscroft, A. Samach,G. Coupland. 2004. Science 303:1003-1006.
3.