Una proteína sensible al azúcar controla el crecimiento de las plantas

 Las proteínas actúan como máquinas moleculares, con partes flexibles y móviles que desempeñan funciones esenciales en los seres vivos. Comprender cómo se mueven estas partes ayuda a los científicos a desentrañar la función de una proteína y cómo modificar sus efectos. Recientemente, bioquímicos del Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) y sus colegas del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) del DOE, publicaron un estudio en Science Advances que revela el funcionamiento de una de estas máquinas moleculares.

El artículo describe cómo las partes móviles de una proteína vegetal específica controlan si las plantas pueden crecer y producir productos que consumen mucha energía, como el petróleo, o si implementan una serie de pasos para conservar recursos preciosos. Este estudio se enfoca en cómo la maquinaria molecular está regulada por una molécula que varía con el nivel de azúcar, la principal fuente de energía de las plantas.

El estudio se basa en trabajos anteriores del equipo de Brookhaven que descubrieron vínculos moleculares entre los niveles de azúcar y la producción de aceite en las plantas. Un objetivo potencial de esta investigación es identificar proteínas específicas y partes de proteínas que los científicos pueden diseñar para producir plantas que generen más aceite para su uso como biocombustibles u otros productos a base de petróleo.

Desentrañando interacciones moleculares

El equipo utilizó una combinación de experimentos de laboratorio y modelos computacionales para investigar cómo la molécula que sirve como sustituto del azúcar se une a una "quinasa sensora" conocida como KIN10. KIN10 es la proteína que contiene las partes móviles que determinan qué vías bioquímicas están activadas o desactivadas.

Los científicos ya sabían que KIN10 actúa como un sensor y un interruptor de azúcar: cuando los niveles de azúcar son bajos, KIN10 interactúa con otra proteína para desencadenar una cascada de reacciones que finalmente detienen la producción de petróleo y descomponen moléculas ricas en energía como el petróleo y almidón para producir energía que alimenta la célula. Pero cuando los niveles de azúcar son altos, la función de apagado de KIN10 se desactiva, permitiendo que las plantas crezcan y produzcan mucho aceite y otros productos energéticos.

Aplicaciones futuras

Ahora que los científicos tienen esta información detallada, ¿cómo podrían utilizarla? "Podríamos utilizar nuestro nuevo conocimiento para diseñar KIN10 con fuerza de unión alterada para el sustituto del azúcar, cambiando el punto de ajuste en el que las plantas producen cosas como el aceite y las descomponen", dijo John Shanklin, presidente del Departamento de Biología del Laboratorio Brookhaven y líder del equipo de investigación.

Este descubrimiento abre la puerta a la posibilidad de manipular genéticamente las plantas para mejorar la producción de biocombustibles y otros productos derivados del petróleo, ofreciendo una solución potencialmente sostenible y eficiente para satisfacer las necesidades energéticas del futuro.