Se descubre el gen que controla el tallo de las plantas

Cientificos del Centro John Innes, en Reino Unido, han diseñado nuevas tecnicas de imagenes celulares que arrojan luz sobre las celulas ocultas en el interior del meristemo.

Este trabajo, cuyos detalles se revelan en un articulo publicado en Develpmental Cell, ha hecho posible explorar mas a fondo por debajo de la superficie externa de las plantas y ha descubierto como un gen clave controla el crecimiento del tallo.

Las limitaciones de las tecnicas de generacion de imagenes en vivo actuales suponen que normalmente solo pueden visualizarse con precision las partes accesibles de las plantas. Por lo tanto, areas como las hojas y las flores han ocupado un lugar central en la investigacion del desarrollo de la planta, mientras que los origenes celulares de crecimiento de los tallos de las plantas estan enterrados bajo varias capas de otras celulas y, como consecuencia, ha sido dificil explorar como se controla el crecimiento del tallo.

El profesor Robert Sablowski y su equipo del Centro John Innes desarrollaron nuevas tecnicas de imagen celular que les permitan visualizar los cambios en las celulas por debajo de la superficie de la planta. En particular, el equipo se centro en el meristemo apical del tallo (SAM, por sus siglas en ingles), un grupo de celulas al final del tallo, que se diferencian por formar diferentes tipos de tejidos de la planta y determinar el tamaño y la forma general de la planta, segun un comunicado.

Sablowski explica: Para entender como controlan los genes la forma de la planta, tenemos que comprender como afectan al crecimiento y division de las celulas que componen la planta. Las celulas que forman el tejido del tronco se encuentran en una parte del SAM llamada zona toracica, que esta enterrada debajo de capas de celulas con otras funciones.

Los dos metodos principales que los cientificos suelen utilizar para observar celulas bajo el microscopio no eran adecuados en este caso: las imagenes en vivo revelan como las celulas crecen y se dividen con el tiempo, pero la zona toracica es demasiado profunda para dar claras imagenes en directo. El otro metodo consiste en cortar a traves del SAM para ver las celulas de la zona toracica, añade.

Sin embargo, no se puede hacer eso con celulas vivas en crecimiento, por lo que los datos resultantes no son en tiempo real. Para empeorar las cosas, la zona toracica no esta claramente delimitada, asi que es dificil de diferenciar del resto del SAM, matiza.

Influye en la direccion de la division celular

Para evitar estos problemas, los cientificos combinaron dos enfoques. En primer lugar, usaron las plantas normales de tipo salvaje Arabidopsis thaliana, marcaron las celulas individuales con un marcador fluorescente brillante y siguieron a los descendientes de estas celulas en el meristemo toracico. En el segundo enfoque, utilizaron informacion grabada en las paredes celulares para inferir como crece la zona toracica: las paredes mas finas producidas durante las divisiones celulares recientes brillaban con menos intensidad que las paredes celulares mas gruesas y antiguas y las imagenes en 3D de las nuevas paredes celulares revelaron las direcciones de crecimiento y division celular.

A continuacion, los investigadores repitieron el experimento, pero emplearon tejidos del SAM de una planta de Arabidopsis mutante que carece de un gen llamado REPLUMLESS (RPL) para ver el efecto que tuvo en el crecimiento celular.

Ya se sabia que RPL debe estar involucrado en el desarrollo del tallo, ya que se expresa en todo el SAM, incluso en la zona toracica, y la mutacion de este gen da lugar a tallos cortos, pero hasta ahora no sabiamos como, afirma Stefano Bencivenga, primer autor del articulo.

Esta vez, en las imagenes de SAM de la planta sin RPL, nos dimos cuenta de que, aunque las celulas crecieron a la misma velocidad, estaban dispuestas en angulos diferentes en lugar de todas perfectamente orientadas en la misma direccion, agrega.

Esto nos mostro que RPL no afecta a la velocidad o el numero de celulas que crecen en la zona toracica, sino que afecta a la orientacion en la que las celulas se dividen, ya que forman nuevo tejido del tallo de la planta. En otros experimentos, tambien descritos en nuestro documento, se demuestra que RPL reprime otros genes implicados en la creacion de limites de los organos, describe Sablowski.

Esto es importante debido a que estos genes de limites de organos son conocidos por reducir el crecimiento en las regiones que separan el SAM de nuevos organos, como hojas y flores. Ademas de ser un importante avance en nuestra comprension del desarrollo del tallo, podriamos emplear este conocimiento para influir en caracteristicas de las plantas con una importancia practica fundamental, concluye.

universidadagricola.com

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