Un equipo de investigadores ha descrito un nuevo mecanismo mediante el cual las plantas pueden activar rápidamente sus defensas contra las infecciones bacterianas. Este mecanismo se inicia en la producción de un compuesto de defensa vegetal llamado camalexina que se activa a nivel genético y es utilizado cuando se sienten amenazados por invasores o agentes patógenos.
Este compuesto, al igual que otros metabolitos vegetales, es sintetizado por enzimas que realizan muchas de las funciones de la célula. Cuando la planta está bajo estrés ambiental, activa los genes que codifican estas enzimas. Conociendo esto, los investigadores se propusieron dilucidar cómo una célula vegetal puede activar rápidamente la producción del compuesto y responder a las condiciones externas o amenazas en el momento adecuado.
El material genético de una célula tiene un trabajo arduo en la codificación de las recetas para producir estas enzimas productoras de camalexina y todas las proteínas que la célula podría necesitar para realizar sus funciones necesarias bajo una variedad de condiciones en cada etapa de su vida. Es una tarea que requiere mucha información y trabajo, razón por la cual, la organización del código genético en la célula es tan crucial.
Entre las tareas se incluye agregar o eliminar etiquetas o marcas en el empaque de todos los genes y el material asociado, colectivamente llamado cromatina, que puede mejorar o inhibir la expresión de genes particulares. A veces, tanto los elementos activadores como los represores están presentes simultáneamente, el cual es un fenómeno llamado cromatina bivalente.
En el trabajo, los científicos pudieron dilucidar la existencia de un tipo de cromatina bivalente nunca antes caracterizado a la que llamaron kairostat, del griego "kairos", que significa en el momento adecuado, y "stat", que significa dispositivo. Esta cromatina mantiene inactiva la vía de biosíntesis de la camalexina hasta que hay una señal de un patógeno.
Estos hallazgos indican que ambos elementos son necesarios para controlar el momento adecuado de la respuesta de la planta al estrés externo.
Se sabe que la camalexina y otros compuestos de defensa a menudo implican mucho trabajo y son tóxicos para las plantas. Por lo tanto, es una desventaja para ellas producirlos continuamente. Pero, las plantas y otros compuestos de defensa se producen justo a tiempo, cuando es atacada por plagas y patógenos.
Ahora, con este hallazgo, los científicos pueden ejercer control sobre un mecanismo molecular que permite la producción de la camalexina en el momento oportuno. La co comprensión de este proceso mejorará los esfuerzos para mejorar el rendimiento de los cultivos y combatir el hambre mundial. Además, podría contribuir a mejorar las estrategias para combatir el cambio climático e, inclusive, la síntesis de medicinas derivadas de plantas.
La investigación ha sido publicada en eLife y ha sido desarrollada investigadores de las universidades de Carnegie y Stanford.