Las teorías de larga data sobre cómo las plantas dependen de las ondas de calcio para responder sistémicamente a las heridas y otras tensiones han recibido una nueva perspectiva.
Los investigadores del Centro John Innes han demostrado que las ondas de calcio no son una respuesta primaria, sino una respuesta secundaria a una ola de aminoácidos liberados por la herida.
Estos hallazgos desafían el pensamiento establecido sobre las moléculas de señalización de plantas de larga distancia y los mecanismos por los cuales la información viaja desde el punto de estrés a través de los tejidos de las plantas vivas y no vivas.
Se ha observado durante muchos años que las heridas y otros traumatismos inician ondas de calcio que viajan distancias cortas de célula a célula y distancias más largas de hoja a hoja.
Estas ondas de calcio recuerdan a la señalización que se ve en los nervios de los mamíferos, pero como las plantas no tienen células nerviosas, el mecanismo por el cual esto sucede ha sido cuestionado.
Los nuevos hallazgos que aparecen en Avances científicos sugieren que cuando una célula es herida, libera una ola de glutamato, un aminoácido. A medida que esta onda viaja a través de los tejidos vegetales, activa los canales de calcio en las membranas de las células por las que pasa. Esta activación parece una onda de calcio, pero es una respuesta pasiva o «lectura» de la señal de glutamato en movimiento.
Las hipótesis anteriores para explicar cómo las ondas de calcio pasan a través de las células vegetales implicaban mecanismos activos para propagar la señal de calcio. Estas hipótesis se basaban en que la señal se propagaba a lo largo de la membrana celular oa través de una onda de presión en el xilema, pero no había explicación de cómo pasaba la respuesta de una célula a la siguiente.
La Dra. Christine Faulkner, líder de grupo en el Centro John Innes, dijo: «Cada vez que se presentaban modelos de propagación activa, me preguntaba cómo viajaba esta onda de una célula a otra. Me parecía que había un agujero en la teoría, y esta investigación descubre un nuevo mecanismo que muestra que la onda de calcio no es lo que parece».
El grupo del Dr. Faulkner se especializa en el estudio de los plasmodesmos, los canales o puentes que conectan las células, y el equipo especuló que la señal de una herida viajaría de una célula a otra a través de los plasmodesmos. Sin embargo, utilizando técnicas de imagen cuantitativa, modelado de datos y genética, descubrieron que la señal móvil es una onda de glutamato que viaja fuera de las células, a lo largo de las paredes celulares.
«Las ondas de glutamato y calcio están conectadas: el glutamato desencadena la respuesta del calcio. Podrías imaginarlo con una analogía de un corredor. El glutamato corre por el corredor y cuando pasa por una puerta, la abre de una patada. La respuesta del calcio es la puerta Hasta ahora, la suposición ha sido que lo que se movió por el corredor fue la presión hidráulica o una serie de reacciones químicas que se propagan, pero nuestro estudio muestra que este no es el caso», dijo el Dr. Faulkner.
La primera autora del estudio, la Dra. Analisa Bellandi, dijo: «Hemos demostrado que las ondas de calcio están sincronizadas con las ondas de glutamato, y su dinámica coincide con la transmisión por difusión y flujo. Esta investigación nos hace repensar lo que sabemos. Espero que nuestra investigación inspirar el debate y permitir que las personas tengan una nueva perspectiva sobre los datos que han estado en el campo durante mucho tiempo».
La difusión y el flujo masivo de aminoácidos median las ondas de calcio en las plantas aparece en Avances de la ciencia.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Centro John Innes. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
