Científicos argentinos descubrieron una enzima clave para impulsar la germinación de las semillas

Investigadores del INTA y el Conicet estudiaron a la enzima MBD4L, que impulsa la germinación de las semillas y evita su envejecimiento. El trabajo fue publicado en la revista científica The Plant Journal.

A partir de un trabajo conjunto, investigadores del INTAy el Conicet descubrieron una enzima clave para el crecimiento de las semillas.

Se trata de la enzima MBD4L, un catalizador clave en la reparación del ADN que impacta en la germinación y evita que envejezcan durante su almacenamiento.

Los investigadores remarcaron que desde hace tiempo se conoce la función de esta enzima en la reparación genética en mamíferos, pero su equivalente en plantas no ha sido tan investigado.

El hallazgo fue recientemente publicado en la revista científica The Plant Journal y abre nuevas perspectivas con aplicaciones en la agricultura y en la biotecnología.  

“El envejecimiento de las semillas es un proceso que lleva a la acumulación de daños en sus moléculas y su genoma”, explicó Ignacio Lescano, investigador de la Unidad de Estudios Agropecuarios INTA-CONICET.

Y agregó: “Esto constituye un problema, porque las semillas envejecidas tienen menor viabilidad y vigor, lo que puede resultar en cosechas menos productivas”.  

SEMILLAS: CÓMO TRABAJA LA ENZIMA MBD4L

Lescano explicó que las mutaciones en los genomas deben repararse antes de la germinación, para que no se transmitan a la siguiente generación y puedan perjudicar el crecimiento y sobrevida de la planta.

“En este estudio, verificamos que MBD4L es necesaria para activar un mecanismo que remueve los errores acumulados en el ADN y vimos que la actividad de la enzima ocurre durante la imbibición, que es el proceso de toma de agua de la semilla en momentos previos a la germinación”, expresó Lescano. 

Descubren una enzima clave para la germinación de las #semillas 🌱

Investigadores del @intaargentina y del @CONICETDialoga describieron la función de la enzima MBD4L, un catalizador clave en la reparación del ADN de las semillas.

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— INTA Informa (@INTAInforma) October 2, 2024

Para investigar los efectos de MBD4L en la germinación, los científicos utilizaron semillas de una planta modelo, Arabidopsis thaliana, con distintos niveles de la enzima.

Por un lado, demostraron que las semillas mutantes que no producen la enzima sufren un retardo en la germinación y tienen menor viabilidad, luego de ser almacenadas por un año. 

A su vez, obtuvieron líneas transgénicas que producen más copias de MBD4L y observaron que sus semillas presentan una mejor respuesta de la reparación y una germinación más rápida.

 “Al ver las dos caras de la misma moneda, la falta y el exceso de la enzima, se confirma su función en las plantas”, indicó María Elena Álvarez, investigadora del Conicet en el Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba y directora del equipo. 

DESARROLLO DE HERRAMIENTAS BIOTECNOLÓGICAS

Si bien el envejecimiento ocurre de forma natural, también puede ser exacerbado por ciertas condiciones climáticas, como una alta humedad relativa y temperaturas extremas.

Según los autores, estos hallazgos podrían tener gran relevancia para el desarrollo de herramientas biotecnológicas que propicien la viabilidad de semillas y las vuelvan más resistentes al envejecimiento.  

Lescano recordó que en 2022 presentaron los resultados de este trabajo en un congreso internacional sobre respuestas moleculares en plantas frente al cambio climático.

“En el contexto actual de cambio global, uno de los problemas es el aumento de la temperatura en los lugares donde se conservan las semillas. Por eso, es crucial encontrar maneras de mantener y mejorar la calidad de las semillas almacenadas para garantizar una producción agrícola sostenible”, afirmó.

En una investigación previa, Lescano y su equipo mostró por primera vez -mediante experimentos in vivo- que la enzima se activa en las plantas frente al daño generado por agentes genotóxicos.

Ahora, se enfocaron en detectar la actividad de MBD4L en alguna etapa de la vida de la planta, en condiciones fisiológicas.