Investigadores europeos resuelven el misterio de las NRL en las plantas
Las proteínas de resistencia con dominio de unión de nucleótidos y dominio repetido rico en leucina, denominadas proteínas NLR, se encuentran entre las armas más importantes que las plantas tienen a su disposición para hacer frente a sus enemigos, ya sean virus, bacterias, hongos o incluso herbívoros. No es sorprendente, pues, que exista un constante tira y afloja, en el que los patógenos vegetales evolucionan constantemente para evadir la detección por parte de las proteínas NLR y las plantas innovan incesantemente y producen nuevas variantes de proteínas NLR. Por tanto, las proteínas NLR son las proteínas más variables codificadas por las plantas. Sin embargo, aunque se han estudiado durante más de veinte años, aún se desconoce si todas las proteínas NLR sintetizadas por las plantas, cuyo número puede alcanzar varias centenas, tienen una función específica o si algunas solo son sintetizadas como «reserva». El proyecto financiado por la Unión Europea NLR se propuso dilucidar esta cuestión. «Inicialmente nos interesamos por este tema al descubrir que la mayoría de los genes que codifican para las proteínas NLR solo estaban presentes en algunos ejemplares de las especies de Arabidopsis que estábamos estudiando», explica Rui Wu, coordinadora del proyecto. «Sin embargo, algunos de estos genes se encuentran en todas las plantas de Arabidopsis, lo que sugiere que tienen una función muy concreta». Compromiso entre la eficacia biológica y la respuesta inmunitaria Comprender cómo el fenotipo está determinado por el genotipo es una pregunta clave en biología y, por ende, para el proyecto NLRS. El genotipo es el conjunto de genes presente en el ADN responsable de un determinado rasgo. El fenotipo, en cambio, es la expresión externa, o características, de un determinado rasgo. Identificar los genes y el mecanismo mediado por el genotipo que subyacen a un determinado fenotipo es crucial para promover una aplicación más fácil y práctica de la ciencia, especialmente en la agricultura. Teniendo todo esto en cuenta, las actividades del proyecto NLRS, que se encuadran en el área general de la variación genética natural, se centraron en el estudio del equilibrio existente entre la eficacia biológica y la respuesta inmunitaria. «Ya sabíamos que algunas de las proteínas NLR no son beneficiosas para la planta una vez que los patógenos desaparecen, lo que explica por qué las plantas tratan de deshacerse de ellas tan pronto como es posible», explica Wu. El objetivo del proyecto era resolver el misterio de las NLR que están presentes en todas las plantas de Arabidopsis. Los resultados preliminares sugieren que algunas de las proteínas NLR en realidad reducen la actividad de otras proteínas NLR, evitando así la activación inapropiada del sistema inmunitario e impidiendo una reducción de la eficacia biológica por una hiperactividad de las NLR. La polémica en torno a los OMG Una aplicación práctica de los resultados del proyecto ha sido la mejora de herramientas para la generación de plantas no modificadas genéticamente destinadas a estudiar genes de interés empleando el sistema CRISPR/Cas9, una técnica avanzada de edición génica. Según Wu, los organismos modificados genéticamente (OMG) siguen suscitando controversia. «Tanto en el mundo académico como en el sector industrial, es necesario llevar a cabo experimentos de campo cuando se desarrollan nuevos genes relevantes relacionados con la eficacia biológica de las plantas o nuevas variedades de cultivo», explica la investigadora. Sin embargo, el cultivo in situ de plantas transgénicas convencionales con secuencias de ADN exógeno requiere someterse previamente a un largo proceso de autorización. Wu desarrolló un vector CRISPR/Cas9 eficaz que elimina rápidamente transgenes exógenos empleados en la edición génica. En este sentido, se ha demostrado que esta técnica permite crear de manera eficaz deleciones grandes hereditarias de secuencias de ADN y que puede emplearse de una manera muy precisa. Repercusiones de gran calado Los descubrimientos del proyecto relacionados con la interacción de patógenos vegetales dentro del marco de la evolución tendrán repercusiones de gran calado tanto para los fitomejoradores del sector agrícola como para los fisiólogos vegetales que trabajan en el mundo académico. Es más, el método rápido de edición génica basado en la eliminación sencilla de secuencias de ADN exógeno desarrollado por el proyecto también debería ser de gran utilidad para los fitomejoradores.
