Enxeñaría molecular desenvolta no CiQUS reforzará a inmunidade das plantas fronte a pragas e enfermidades
A investigadora do Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares da USC (CiQUS), Beatriz Orosa, acaba de poñer en marcha o proxecto SynUbL, no que se aborda o desenvolvemento de cultivos máis resistentes a enfermidades. As plantas foron creando ao longo do tempo un sofisticado mecanismo de defensa para facer fronte ao ataque de distintos patóxenos, como fungos ou bacterias. Unha compoñente clave nesta estratexia é a ubiquitina, unha pequena proteína que actúa como unha etiqueta molecular que permite ás plantas, en última instancia, modular a súa resposta inmune. Ao unirse a outras proteínas, a ubiquitina cambia o destino das mesmas, marcándoas para ser degradadas ou dándolles unha nova potencialidade, propiedade que as células utilizan para activar ou regular a súa resposta inmune. Agora, o proxecto SynUbL pon o foco na ligasa E3, unhas encimas que identifican con gran precisión que proteínas deben ser marcadas con ubiquitina, asegurando que o proceso ocorra de forma controlada e selectiva.
Beatriz Orosa leva anos estudando a inmunidade das plantas, especialmente o sistema de ubiquitinación. Busca comprender o mecanismo fundamental polo que as plantas regulan a amplitude e intensidade das súas respostas inmunitarias. Grazas a unha das axudas do Consello Europeo de Investigación (ERC), "imos estudar como as plantas foron mellorando a súa resposta de defensa contra novos patóxenos ao longo da evolución mediante o roteiro da ubiquitina e utilizar este coñecemento para crear encimas sintética que axuden a mellorar a resposta dos cereais a patóxenos aos que aínda son susceptibles" explica. A inmunidade que as plantas posúen é moi eficiente, con todo os patóxenos evolucionan constantemente e, en ocasións, logran eludir a resistencia das plantas.
A ferruxe da cebada será o sistema modelo do proxecto: un fungo común que forma pústulas de cor avermellada nas follas e pode causar importantes perdas en cultivos. O equipo estudará o comportamento das ligasas E3 que se activan durante a resposta inmune da planta, así como as tácticas moleculares que emprega o fungo para desactivar as súas defensas. Pero o proxecto SynUbL vai un paso máis aló: utilizará técnicas de bioloxía sintética para deseñar novas ligasas E3 capaces de activar a inmunidade da planta a demanda e eliminar as proteínas do patóxeno que bloquean esa defensa. O obxectivo final é xerar ferramentas moleculares que permitan reforzar as defensas de cultivos de forma precisa, programable e sostible.
Ameazas
As enfermidades que afectan os cultivos supoñen unha ameaza cada vez maior á seguridade alimentaria: calcúlase que as pragas e patóxenos provocan a perda de ata o 40% da produción agrícola cada ano. Mellorar a capacidade natural das plantas para defenderse preséntase como unha alternativa sostible e eficaz fronte ao uso masivo de pesticidas. Con todo, os mecanismos moleculares que regulan esa inmunidade seguen sendo pouco coñecidos, o que dificulta o seu aproveitamento no desenvolvemento de cultivos máis resistentes.
"Sempre me fascinou a capacidade das plantas para percibir, anticipar e responder rapidamente os cambios ambientais e aos patóxenos", sinala Orosa quen, xunto ao seu grupo de investigación, levará a cabo o seu proxecto durante o próximos cinco anos no CiQUS, centro de investigación da Universidade de Santiago de Compostela que conta con financiamento da Unión Europea a través do Programa Galicia FEDER 2021-2027.
