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Investigadores encuentran pistas cruciales para manipular la reproducción en plantas

Un equipo de investigadores, liderado por una bióloga de células vegetales de la Universidad de California, Riverside, ha identificado por primera vez una pequeña especie de molécula de ARN y su gen diana que, en conjunto, regulan la formación de células germinales femeninas en las plantas.

“La comprensión de los mecanismos que rigen la formación de la línea germinal es crucial para nuestra capacidad de manipular la reproducción vegetal para la mejora de la agricultura”, dijo Xuemei Chen, una profesora distinguida de células vegetales y biología molecular, que dirigió el proyecto de investigación.

Tanto en las plantas como en los animales, la línea germinal es el linaje de las células que eventualmente producen los gametos (óvulos y espermatozoides). En los animales, la línea germinal se establece (o “se especifica”) en la fase inicial, durante la embriogénesis, y no pasa a dar lugar a “células somáticas” (células en el cuerpo que no son células reproductivas). En las plantas, por otro lado, la línea germinal no se especifica desde el principio. Se produce a partir de células somáticas tardías en el desarrollo de la planta (específicamente, en las flores) y es el primer paso hacia la reproducción sexual.

El nuevo trabajo no sólo identifica un módulo de regulación para un importante proceso de desarrollo, sino que también implica que es probable que haya comunicaciones célula-a-célula a través de ARN o proteínas en este proceso.

Los resultados del estudio aparecen en la edición del 5 de junio en Current Biology.

Chen explicó que ARN pequeños se han implicado en el proceso de formación de la línea germinal en las plantas, pero hasta ahora las especies pequeñas de ARN implicadas, llamadas “tasiR-ARFs”, eran desconocidas. Chen y su equipo encontraron que tasiR-ARFs regulan la formación de la línea germinal por la represión de su gen objetivo “Auxin Response Factor 3” (ARF3).

Chen explicó que en los mutantes que no producen ciertos tipos de ARN pequeños, más células somáticas se convierten en células germinales, lo que sugiere que los ARN pequeños evitan la sobreproducción de células germinales. Al aislar más mutantes con defectos de especificación de líneas germinales, el equipo encontró que los mutantes proporcionaron más pistas que, eventualmente, ayudaron al equipo a identificar los ARN tasiR.

La investigación se realizó en Arabidopsis, una planta modelo utilizada ampliamente en los laboratorios de biología vegetal. Sin embargo, es muy probable que los resultados sean aplicables a otras plantas porque tasiR-ARF está altamente conservado.

Chen y su equipo no vieron un defecto en la línea germinal masculina en los mutantes que estudiaron, pero, basándose en la literatura en el campo, reconocen que los ARN pequeños actúan en la línea germinal masculina.

“Posiblemente, en el caso de la línea germinal masculina, una especie de ARN pequeño diferente está involucrado”, dijo Chen.

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