El mecanismo de las plantas para detectar y rechazar el arsénico

La presencia de arsénico en la naturaleza debido a las erupciones volcánicas ha sido una de las amenazas más importantes para el desarrollo de la vida en la tierra. Hoy en día el arsénico presente en los suelos puede ser solubilizado en las aguas subterráneas exponiendo a los organismos a uno de los carcinógenos más potentes que se conocen. De hecho la exposición a arsénico es responsable del envenenamiento masivo más importante que ha sufrido la humanidad en toda su historia.

En plantas, la tolerancia al arsénico es esencial para su supervivencia ya que la forma química más abundante en la tierra –el arseniato– guarda una gran similitud con el fosfato y las plantas lo incorporan fácilmente a sus células a través de los transportadores de fosfato. En el CNB, el grupo dirigido por Antonio Leyva estudia las bases moleculares de los mecanismos de percepción de arsénico en plantas con el fin de identificar y desarrollar plantas que eviten la exposición de este carcinógeno a los seres vivos.

En este trabajo, merecedor de un comentario especial por parte de los editores de la revista Plant Cell, el grupo de Leyva ha descubierto que cuando las plantas detectan el arseniato impiden de forma inmediata su captación mediante la represión y deslocalización del transportador de fosfato. Este sistema está controlado mediante la acción de una proteína represora conocida como WRKY6.

En colaboración con otros dos grupos del CNB, han podido además descubrir que el arseniato provoca la activación masiva de transposones, unos elementos del ADN móviles capaces de saltar de un sitio a otro del genoma en respuesta a estrés y por tanto actuar como agentes mutagénicos. Esta activación también está controlada por el represor WRKY6.

Estos resultados indican que las plantas poseen un mecanismo de percepción del arseniato que controla la activación de transposones y la incorporación del arseniato. Todo ello proporciona un sistema integrado de tolerancia y de estabilidad genómica.

Referencia bibliográfica:

Castrillo G, Sánchez-Bermejo E, de Lorenzo L, Crevillén P, Fraile-Escanciano A, Tc M, Mouriz A, Catarecha P, Sobrino-Plata J, Olsson S, Leo Del Puerto Y, Mateos I, Rojo E, Hernández LE, Jarillo JA, Piñeiro M, Paz-Ares J, Leyva A. WRKY6 transcription factor restricts arsenate uptake and transposon activation in Arabidopsis. Plant Cell 2013 Aug 6 tpc.113.114009.

Citoesqueleto de Arabidopsis / Antonio Leyva