Plantas y humanos: Una pieza común en el reloj biológico

Un grupo de científicos demostró que los relojes biológicos de las plantas y de los seres humanos tienen en común una pieza en común sin la cual no podrían adaptar sus funciones fisiológicas a lo largo del día y de las estaciones. Entre los ritmos regulados por ese mecanismo se destacan los ciclos de sueño vigilia en las personas y los ritmos en la posición de las hojas.

“Cuando analizamos la información que generábamos en experimentos con células de plantas y de humanos en cultivo nos sorprendió descubrir que sus relojes biológicos comparten un mecanismo clave para que su engranaje funcione correctamente”, afirmó el doctor Marcelo Yanovsky, investigador del CONICET y jefe del laboratorio de Genómica Vegetal del Instituto Leloir, en la ciudad de Buenos Aires.

Los científicos encontraron que los genes LSm, en particular LSm5, son fundamentales para el funcionamiento del reloj biológico de plantas y mamíferos, incluidos los seres humanos. “Cuando estos genes se alteran, los relojes circadianos en ambos sistemas se enlentencen y dan ritmos en procesos que se repiten cada 26 o 27 horas en lugar de las clásicas 24 horas”, explicó el investigador.

Asimismo, Yanovsky y sus colegas demostraron que ambos genes actúan como “directores de orquesta” y juegan un papel clave en el proceso conocido como “splicing alternativo”, mediante el cual se procesan miles de genes en forma rítmica para así impactar en múltiples proceso biológicos en forma coordinada.

Comprender los mecanismos que regulan los ritmos biológicos en plantas es clave para disponer de más herramientas genéticas que permitan optimizar el crecimiento y desarrollo de cultivos en distintas regiones geográficas, en particular en distintas latitudes. En animales, entender los mecanismos de regulación de los ritmos biológicos puede ser importante para atenuar los síntomas de enfermedades vinculadas al mal desempeño de los relojes, como ciertos síndromes del sueño, afirmó Yanovsky. “Sin embargo, nuestro hallazgo todavía está lejos de impactar sobre aplicaciones concretas en temas agropecuarios o de salud”, aclaró.

El doctor Diego Golombek, director del Laboratorio de Cronobiología de la Universidad Nacional de Quilmes, quien no participó en este estudio, indicó que “cuando un hallazgo de estas características se comprueba en organismos tan distintos, es una evidencia de que es un mecanismo que o bien se ha conservado evolutivamente o bien que a través de la evolución se ha convergido al mismo tipo de soluciones para regular aspectos básicos de la biología”.

“El trabajo de Yanovsky demuestra que muchas piezas del engranaje de nuestros relojes son -y funcionan- de forma muy parecida en diversos organismos… ¡sí, desde la lechuga hasta el consumidor de la misma!”, opinó por su parte el biólogo Ezequiel Petrillo, quien está actualmente investigando con una beca postdoctoral Marie Curie de la Unión Europea en la Universidad Médica de Viena, Austria.

Para descifrar la actividad de millones de genes en tiempos muy breves, los investigadores utilizaron equipos de última generación prestados por el Instituto de Agrobiotecnología de Rosario (INDEAR), un instituto mixto resultante de la asociación de la empresa Bioceres con el CONICET.

Del estudio, publicado en la destacada revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences” también participaron las licenciadas Soledad Perez-Santángelo y Estefanía Mancinia y el doctor Ruben Gustavo Schlaen del laboratorio de Yanovsky; el doctor Ariel Chernomoretz del laboratorio de Bioinformática Estructural del Leloir; y los doctores Lauren Francey y John Hogenesch, de la Facultad Perelman de Medicina de la Universidad de Pensilvania, en Estados Unidos.

Imagen: El doctor Marcelo Yanovsky, jefe del laboratorio de Genómica Vegetal del Instituto Leloir (FIL), y dos integrantes de su equipo, las licenciadas Estefanía Mancinia y Soledad Perez-Santángelo, en el fitotrón de la FIL.