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Julio 2021 | Noticias

A través de un sistema que bloquea o activa el transportador de elementos en las raíces

Investigadores establecen el mecanismo por el cual las plantas distinguen entre compuestos benéficos y dañinos

Científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de España identificaron, por primera vez, los mecanismos moleculares que permiten a las plantas diferenciar entre nutrientes beneficiosos y los elementos tóxicos con similitudes químicas, según dio a conocer el CSIC.

Los estudios fueron realizados por investigadores del Centro Nacional de Biotecnología (CNB) del CSIC con el fin de detectar el fosfato, un nutriente esencial para los seres vivos, y el arsénico, un compuesto cancerígeno presente en gran parte de los suelos y aguas.

En las plantas, las formas químicas más abundantes de arsénico son el arseniato y el arsenito, que se incorporan con facilidad a las células permitiendo que ingresen a la cadena alimentaria, amenazando la salud de las personas. “El arsénico en la naturaleza se encuentra fundamentalmente como arseniato, una molécula muy similar al fosfato, con el que comparten el transportador de entrada de estos compuestos a las células”, explica Antonio Leyva, investigador de CNB-CSIC quien lidera los estudios. El fosfato es metabolizado por las plantas y el arseniato se transforma en arsenito, “un compuesto aún más tóxico que el arseniato, pero que, según los resultados obtenidos, actúa como sensor y activa la respuesta de defensa frente a la intoxicación”, agrega Leyva.

REGULACIÓN DE LA ABSORCIÓN DE NUTRIENTES

¿Cómo reaccionan las plantas frente a esos compuestos? Las raíces deben enfrentar cambios constantes en el suelo y necesitan controlar los transportadores con rapidez y rigurosidad para ajustar la absorción de nutrientes y compuestos tóxicos. “En presencia del arseniato, la primera reacción de las plantas es impedir su entrada cerrando el transportador común”, explica la investigadora Cristina Navarro. Esa contención hace que la planta esté en una condición de “ayuno de fosfato” que compromete su supervivencia, pero a la vez evita su intoxicación por arsénico. “Las plantas poseen un sofisticado mecanismo de apagado y encendido del transportador muy preciso que se regula en función de la capacidad de desintoxicación de la planta”, comenta Navarro.

Los científicos destacan que conocer los mecanismos que tienen las plantas para distinguir entre compuestos tóxicos y esenciales es fundamental en la agricultura para obtener alimentos más seguros enriquecidos en nutrientes esenciales. Por ejemplo, que contengan minerales como hierro, zinc o magnesio y distinguir aquellos elementos tóxicos como el mercurio, cadmio o arsénico, que están en la naturaleza, pero son en extremo tóxicos para los animales y el ser humano, dice Cristian Mateo-Elizalde, co autor del estudio.

En el trabajo también colaboraron dos grupos de investigaciones. Uno liderado por el investigador José María García-Mina, de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Navarra. El otro grupo está a cargo de Riansares Muñoz, de la Universidad Complutense de Madrid.

Todos los detalles de la investigación: “Arsenite provides a selective signal that coordinates arsenate uptake and detoxification through the regulation of PHR1 stability in Arabidopsis” , aquí.