Dodder, una planta parásita que causa grandes daños a los cultivos en los EE. UU. Y en todo el mundo cada año, puede silenciar la expresión de genes en las plantas hospedadoras de las que obtiene agua y nutrientes. Esta regulación genética entre especies, que incluye genes que contribuyen a la defensa de la planta huésped contra los parásitos, nunca antes se había visto desde una planta parásita. Comprender este sistema podría proporcionar a los investigadores un método para diseñar plantas resistentes al parásito. Un artículo que describe la investigación de un equipo que incluye científicos de Penn State y Virginia Tech aparece el 4 de enero de 2018 en la revista Nature .
“Dodder es un parásito obligado, lo que significa que no puede vivir por sí mismo”, dijo Michael J. Axtell, profesor de biología en Penn State y autor del artículo. “A diferencia de la mayoría de las plantas que obtienen energía a través de la fotosíntesis, el dodder extrae agua y nutrientes de otras plantas conectándose al sistema vascular del hospedador utilizando estructuras llamadas haustorios. Pudimos demostrar que, además de los nutrientes que fluyen hacia el deshielo del a través de la planta anfitriona, el dodder pasa los microRNA a su planta huésped que regulan la expresión de los genes del huésped de una manera muy directa “.
Los microARN son fragmentos muy pequeños de ácido nucleico -el material de ADN y ARN- que se pueden unir a los ARN mensajeros que codifican proteínas. Esta unión de microARN al ARN mensajero evita que la proteína se fabrique, ya sea bloqueando el proceso directamente o activando otras proteínas que cortan el ARN mensajero en pedazos más pequeños. Es importante destacar que los pequeños restos del ARN mensajero pueden funcionar como microRNAs adicionales, que se unen a otras copias del ARN mensajero, causando un silenciamiento génico adicional.
Dodder, una planta parásita, unida a una planta huésped de la que obtiene agua y nutrientes. El parásito inserta microRNAs en el huésped que pueden silenciar la expresión de los genes del huésped. Este es el primer ejemplo de regulación génica entre especies observada en una planta parásita.
“Dodder parece activar la expresión de estos microRNAs cuando entra en contacto con la planta huésped”, dijo James H. Westwood, profesor de patología de plantas, fisiología y ciencia de malezas en Virginia Tech y otro autor del artículo. “Lo que fue realmente interesante es que los microRNAs se dirigen específicamente a los genes del huésped que participan en la defensa de la planta contra el parásito”.
Los investigadores secuenciaron todos los microARN en tejido del parásito solo, la planta hospedadora sola y una combinación de dos. Al comparar los datos de secuenciación de estas tres fuentes, pudieron identificar los microARN de los despojos que habían ingresado en el tejido de la planta. Luego midieron la cantidad de ARN mensajero de los genes que fueron atacados por los microRNAs del dodder y vieron que el nivel de ARN mensajero del huésped se reducía cuando estaban presentes los microRNAs del dodder.
“Junto con los ejemplos anteriores de pequeños intercambios de ARN entre hongos y plantas, nuestros resultados implican que esta regulación genética entre especies puede estar más extendida en otras interacciones planta-parásito”, dijo Axtell. “Entonces, con este conocimiento, el sueño es que eventualmente podríamos utilizar la tecnología de edición de genes para editar los sitios objetivo de microARN en las plantas hospedadoras, evitando que los microARN se unan y silencien estos genes. La resistencia de ingeniería al parásito de esta manera podría reducir la impacto económico del parásito en las plantas de cultivo “.
Más información: MicroRNAs de la planta parásita Cuscuta campestris, ARN mensajero del huésped, Nature , nature.com/articles/doi:10.1038/nature25027
Referencia del diario: Nature 
Proporcionado por: Penn State
Información de: phys.org