R+D+I | 12/ 03/ 2012 RuralCat/CSIC

Canvia el paradigma del rellotge circadiari en les plantes

Una recerca dirigida per investigadors del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) ha demostrat un nou mecanisme de regulació dels ritmes circadians en les plantes. Aquest estudi assigna una nova funció a la proteïna essencial del rellotge, coneguda amb el nom de TOC1. El treball, publicat a la revista "Science", canvia el model de funcionament del rellotge en plantes vigent durant els últims 10 anys.

Enllaços relacionats

Consell Superior d'Investigacions Científiques

Les plantes presenten un ritme biològic amb un període de 24 hores sincronitzat amb els canvis mediambientals del dia i la nit. En resposta a aquests canvis, una sèrie de proteïnes actuen regulant processos essencials a la planta, com ara la germinació, el creixement, la floració o les respostes a condicions mediambientals d'estrès.

Fins ara, i segons demostraven estudis amb la planta model arabidopsis thaliana, es creia que el funcionament del rellotge circadiari d'una planta depenia essencialment de dos oscil•ladors (un conjunt de gens): un diürn i un altre nocturn. Segons aquest model, la proteïna TOC1 activava els gens del oscil·lador diürn que al seu torn reprimia l'oscil·lador nocturn. Ara, el treball liderat per la investigadora del CSIC Paloma Mas, al Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG) a Barcelona, revela un model diferent en què TOC1 connecta directament els dos oscil·ladors mitjançant la regulació directa de l'expressió d'aquests gens.

A més, els investigadors han demostrat que la funció de TOC1 en el rellotge circadià no és la d'activar l'expressió de gens, tal com es creia fins ara, sinó la de reprimir-los. Així, TOC1 funcionaria com un repressor global de l'expressió de gens del oscil·lador que actuen tant durant el dia com de nit.

Les implicacions del treball són rellevants. Defineix una nova estructura del rellotge circadiari i desxifra nous mecanismes de funcionament i regulació que són essencials en el cicle vital de la planta. Marca, a més, noves estratègies d'investigació: "l'estudi del paper del rellotge en el control de la fisiologia i metabolisme de la planta ha de tenir en compte ara la nova estructura del oscil·lador, en la qual TOC1 actua com a repressor global i no com activador".

Segons Mas, "en el model vigent fins ara havia coses que aixecaven sospites. Encara que els resultats d'estudis genètics previs semblaven prou clars, certes dades experimentals no acabaven de quadrar. Ara, els estudis de seqüenciació massiva per analitzar els gens diana de TOC1, juntament amb anàlisi transcripcionals, ens han permès demostrar que la repressió de l'expressió gènica per part de TOC1 ocorre mitjançant la unió directa de la proteïna als promotors dels gens que regula ".

A més del Centre de Recerca en Agrigenòmica, consorci del CSIC, l'Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries i la Universitat Autònoma de Barcelona, en el treball també han participat investigadors del California Institute of Technology, als Estats Units, i investigadors de la School of Biological Sciences de la Universitat d'Edimburg i del Centre for Systems Biology, també d'Edimburg.