Las plantas superan el hambre con la ayuda de la autofagia

os hallazgos muestran que la utilización de aminoácidos en las plantas puede controlarse mediante la manipulación de la autofagia.

Las plantas utilizan la energía solar para crecer a través de un proceso conocido como fotosíntesis. Las reacciones de fotosíntesis ocurren en los cloroplastos, que son los compartimentos intracelulares en los órganos verdes, principalmente en las hojas. En la naturaleza, las plantas no pueden obtener suficiente energía solar cuando las plantas vecinas las protegen del sol. La luz solar insuficiente debido a un clima inusual o desastres naturales como las inundaciones inhibe fuertemente la adquisición de energía en las plantas de cultivo. Por tanto, muchos investigadores están interesados ??en cómo las plantas afrontan la falta de energía solar.

Drs. Masanori Izumi e Hiroyuki Ishida de la Universidad de Tohoku habían demostrado previamente que los cloroplastos vegetales se digieren activamente mediante un proceso de autofagia con poca luz. La autofagia es el proceso por el cual las células eucariotas consumen la porción de proteínas intracelulares. El grupo de investigación se centró en el papel preciso de la autofagia dirigida al cloroplasto en la estrategia de supervivencia de las plantas en condiciones de estrés de baja energía. «La hipótesis de que la autofagia cloroplasto asociada está estrechamente vinculada a la amino ácido metabolismo en plantas hambrientos de energía», dijo Izumi.

Según el estudio, cuando los pantalones de Arabidopsis thaliana se exponen a la oscuridad total, pueden seguir creciendo durante varios días; La digestión autofágica de las proteínas del cloroplasto se activa rápidamente y los niveles de aminoácidos aumentan. Esta respuesta durante la etapa inicial del estrés energético se suprime en las plantas mutantes que carecen de maquinaria de autofagia.

El grupo también encontró que los niveles de aminoácidos de cadena ramificada aumentan en Arabidopsis de tipo salvaje; por el contrario, el aumento de BCAA está fuertemente comprometido en los mutantes. «Los mutantes que carecen de las enzimas necesarias para la reutilización de los BCAA como fuente de energía también mostraron una tolerancia reducida al estrés por hambre; esperamos que las vías de reutilización de la autofagia y los BCAA cooperen en las plantas para superar dicho estrés», explicó Izumi.

El reciclaje de aminoácidos es importante para la productividad de los cultivos, ya que los aminoácidos derivados de la degradación de las proteínas se movilizan y almacenan en las semillas de los cultivos de cereales antes de la cosecha. Los hallazgos actuales sugieren que la manipulación de la autofagia permite a las plantas modificar su uso de aminoácidos. Los investigadores creen que una mayor elucidación de los mecanismos de regulación de la autofagia del cloroplasto podría proporcionar nuevas vías para mejorar la calidad o la productividad en el cultivo de cereales.

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