Descubren nuevo mecanismo de reloj biológico de las plantas

Científicos españoles encontraron que la proteína conocida como TOC1 reprime el conjunto de genes (uno diurno y otro nocturno) y no los activa, como se creía.

Investigadores españoles han descubierto un nuevo mecanismo de regulación del reloj biológico de las plantas o reloj circadiano, a través de una proteína esencial conocida con el nombre de TOC1, que regula los ritmos internos en los vegetales.

Según informa hoy el Consejo Superior español de Investigaciones Científicas (CSIC), el trabajo, publicado en Science, cambia el modelo de funcionamiento que se atribuía al reloj biológico de las plantas vigente durante los últimos diez años.

El Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG) es un consorcio del CSIC, del Instituto de Investigación y Tecnologías Agroalimentarias (IRTA) y la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB).

Las plantas presentan un ritmo biológico con un periodo de 24 horas, que está sincronizado con los cambios de luz y medioambientales que ocurren durante el día y la noche.

En respuesta a esos cambios, una serie de proteínas actúan regulando procesos esenciales en la planta, tales como la germinación, el crecimiento, la floración o las respuestas a condiciones medioambientales de estrés.

Hasta ahora, se creía que el funcionamiento del reloj circadiano de una planta dependía esencialmente de dos osciladores (un conjunto de genes), uno diurno y otro nocturno.

Según este modelo, la proteína TOC1 activaba los genes del oscilador diurno, que a su vez reprimía el oscilador nocturno.

Ahora, el trabajo liderado por la investigadora del CSIC Paloma Mas revela un modelo diferente en el que TOC1 conecta directamente los dos osciladores mediante la regulación directa de la expresión de estos genes.

Además, los investigadores demuestran que la función de TOC1 en el reloj circadiano no es la de activar la expresión de genes, tal y como se creía hasta ahora, sino la de reprimirlos.

Así, la proteína TOC1 funcionaría como un represor global de la expresión de genes del oscilador que actúan tanto durante el día como por la noche.

Las implicaciones del trabajo son relevantes, ya que define una nueva estructura del reloj circadiano y descifra nuevos mecanismos de funcionamiento y regulación que son esenciales en el ciclo vital de la planta.

Marca, además, nuevas estrategias de investigación, pues, según Mas, "el estudio del papel del reloj en el control de la fisiología y metabolismo de la planta ha de tener en cuenta ahora la nueva estructura del oscilador, en la que TOC1 actúa como represor global y no como activador".

En el trabajo han participado investigadores del CRAG, del California Institute of Technology (EU), de la School of Biological Sciences de la Universidad de Edimburgo (Reino Unido) y del Centre for Systems Biology, también de Edimburgo.