Un gran avance en la biología vegetal se originó en un equipo de investigación en la Universidad Heinrich Heine Düsseldorf (HHU). Han aclarado con éxito el mecanismo con el que las plantas dividen aminoácidos esenciales, componentes vitales de los alimentos humanos, en sus estructuras. Esta investigación, publicada en la revista Value Plantas naturalesPuede liberar el camino para cultivos de reproducción con perfiles de alimentos mejorados.
Las plantas sirven como proveedores críticos de todos los 20 aminoácidos «proteogénicos» que las personas no pueden sintetizar completamente por su cuenta. En particular, confían en fuentes externas para nueve aminoácidos esenciales, incluida la lisina y la arginina, generalmente sintetizadas en compartimentos especializados en células vegetales conocidas como plástidos. Los cloroplastos, una especie de plastidio, son conocidos por su papel en la fotosíntesis. Hasta ahora, sin embargo, los detalles de cómo los aminoácidos de los plástidos a otras partes de la planta se cruzan.
El estudio identificó una clase de proteínas TransportEI con el nombre Reticulata1 (RE1) como instrumental en este proceso de transporte de aminoácidos a través de membranas de cloroplastos. El profesor Dr. Andreas Premier Weber, jefe del Grupo de Investigación, enfatizó que la función de RE1 había sido sorprendido a los científicos durante décadas, a pesar del conocimiento anterior sobre su papel en la configuración de la morfología de la hoja en la planta modelo Arabidopsis thaliana. Este estudio presenta a RE1 como un transportador especializado para aminoácidos importantes como arginina, citrulina, ornitina y lisina.
Las plantas que se quedan cortas en RE1 no solo muestran una forma de hoja «reticulada» separada, sino que también carecen considerablemente de aminoácidos esenciales en sus hojas y cloroplastos. El investigador principal, el Dr. Franziska Kuhnert, señaló que esto está demostrando una distribución perturbada de los aminoácidos en la fábrica. Una pérdida completa de RE1, así como el pariente RER1 más cercano, está vinculada a la muerte, lo que subraya aún más la naturaleza esencial de estas proteínas.
Además, el equipo de investigación descubrió que la ausencia de RE1 obstaculiza la biosíntesis de aminoácidos importantes e interrumpe el equilibrio de las concentraciones de aminoácidos entre los plásticos y el citosol, el líquido en las células. Según Kuhnert, RE1 y las proteínas asociadas existen exclusivamente en organismos que tienen plasturos, lo que sugiere que su significado evolutivo se remonta al origen de los plástidos a través de la endosimbiosis.
El profesor Weber señaló sobre las implicaciones en profundidad de sus hallazgos y declaró: «Nuestros resultados ofrecen información crucial sobre la compleja conexión entre el transporte de aminoácidos y el desarrollo de las hojas, así como la distribución de nutrientes en las plantas». Esta investigación no solo mejora la comprensión de la fisiología de las plantas, sino que también ofrece caminos prometedores para las prácticas agrícolas, en particular en el desarrollo de variedades de cultivos que se han enriquecido con aminoácidos esenciales, que pueden contribuir considerablemente a la seguridad alimentaria global.
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