· Investigadores de la Facultad de Química de la UNAM experimentan con el péptido ZmIGF; la meta es obtener granos más grandes y nutritivos
· De resultar exitoso, el proceso permitiría crear plantas más resistentes a los insectos, enfermedades y a la diversidad climática que prevalece en México
· El objetivo es transformar callos no embriogénicos en embriogénicos y acelerar así el crecimiento de este cereal, explicó la académica Estela Sánchez Quintanar
El péptido (molécula formada por la unión de varios aminoácidos) del maíz –conocido como ZmIGF y descubierto por un equipo de investigación encabezado por Estela Sánchez Quintanar, de la Facultad de Química de la UNAM–, sería clave para obtener granos más grandes y nutritivos, así como ejemplares más resistentes a los insectos, a las enfermedades y a la diversidad de climas.
Al estudiar la regulación de la síntesis de proteínas en plantas, los investigadores universitarios encontraron que algunos de sus mecanismos de regulación de traducción genética son semejantes a los de los animales.
En el maíz hay un péptido llamado IGF (Insulin-Like Growth Factor), que realiza una función semejante a la de la insulina en la transducción de señales en animales.
“Si bien no tiene la misma secuencia genómica que la insulina, este péptido induce la síntesis de proteínas y del ADN que se requiere para controlar el crecimiento y la división celular. En el caso del maíz, su péptido se llama ZmIGF (Zm por Zea mays, nombre científico de este cereal, e IGF por Insulin-Like Growth Factor).”
Sánchez Quintanar y sus colaboradores saben que el péptido ZmIGF, a través de la Vía TOR (común a plantas y animales), hace crecer y dividir las células de maíz, particularmente el Tuxpeño, una de las variedades más importantes de México.
Callos
Muchas plantas pueden propagarse o regenerarse completamente mediante la producción de callos embriogénicos, a partir de un pedazo de hoja, tallo o raíz (embriogénesis somática).
El maíz elabora estas formaciones sólo a partir de embriones inmaduros de 14 días contados después de la polinización. Tras ese lapso ya no las produce y sólo genera callos no embriogénicos, masas celulares de color amarillo pálido que crecen lentamente, pero cuando se les añade el péptido ZmIGF maduran rápido, tanto como los callos embriogénicos que darán origen a nuevas plantas.
Aunque evolucionan de manera acelerada y se parecen a los callos embriogénicos, Sánchez Quintanar y sus colaboradores aún no saben si a los que se les añade el péptido ZmIGF, adquirirán la capacidad para formar tejidos y dar origen a un vegetal.
“El equipo se dedica a probar si realmente se transformaron en callos embriogénicos o si aún les falta dar ese salto epigenético para originar nuevas plantas”, apunta Sánchez Quintanar.
Conocimiento del proceso
Mediante microarreglos hechos en colaboración con investigadores del Instituto de Medicina Genómica (Inmegen), los universitarios realizan estudios a nivel de ADN y de la estructura de la cromatina, para saber qué falta en esos callos para producir nuevas plantas (los microarreglos permiten analizar simultáneamente miles de genes; e implica tomar los ARN —ácido ribonucleico— mensajeros —copias de ADN— de cada tipo de callo y ver qué genes expresan).
Los investigadores tomaron el patrón de mensajes de un callo embriogénico y lo compararon informáticamente con el de uno no embriogénico. Posteriormente, confrontaron los datos con otro callo no embriogénico, pero ahora estimulado con ZmIGF y los científicos hallaron que hay una expresión diferencial de algunos genes.
En el no embriogénico, unas proteínas conocidas como histonas tienen enrollado el ADN en la cromatina de manera diferente al embriogénico, lo impide la expresión de ciertas secuencias de nucleótidos.
Entre las cadenas que se manifiestan diferencialmente, Sánchez Quintanar y sus colaboradores investigan las enzimas que pueden hacer que las histonas se modifiquen y permitan cambios en la estructura de la cromatina para que el ADN exhiba los genes adecuados (proceso epigenético).
“Además de lograr la transformación de callos no embriogénicos en embriogénicos —señala la investigadora—, lo que tiene más relevancia es el conocimiento sobre este proceso, porque permitiría entender por qué el ADN está enrollado de diferente manera y saber cómo se puede inducir la expresión de aquellas partes que permanecen ‘cerradas’. Este conocimiento tendría aplicaciones importantes porque, en el fondo, se refiere al mismo problema que presentan las células madre en los mamíferos.”
Se puede decir que los callos embriogénicos son a las plantas lo que las células pluripotenciales al ser humano. Grupos de investigación en todo el mundo trabajan con células madres en cultivos in vitro, para lograr su diferenciación, y hacer tejidos y órganos que podrían aprovecharse en transplantes.
“En este caso, lo que se busca es valerse de callos no embriogénicos para convertirlos, con la ayuda del péptido ZmIGF, en embriogénicos y así acelerar el crecimiento del maíz. Asimismo, con este material se puede producir cereal transgénico de razas mexicanas, con mejores características, más ricas en proteínas o más resistentes a los insectos, a las enfermedades y a la diversidad de climas del territorio mexicano”, concluyó Sánchez Quintanar.
Créditos de la nota: Dirección General de Comunicación Social de la Universidad Nacional Autónoma de México.
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