
El hierro es un micronutriente. Las plantas requieren factores de transcripción especiales (como FIT y bHLH39) y luz para absorber el hierro. Cuando las plantas con deficiencia de hierro se exponen a la luz azul, los factores de transcripción se acumulan en condensados biomoleculares en el núcleo celular, que actúan como centros reguladores moleculares para una mayor adquisición de hierro. (Foto: HHU/Ksenia Trofimov, Petra Bauer). Crédito: Revista de biología celular (2024) DOI: 10.1083/jcb.202311048
El hierro es un micronutriente para las plantas. Así lo explican biólogos del Instituto de Botánica de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU) en un estudio recién publicado. Revista de biología celular, las proteínas reguladoras de la absorción de hierro se vuelven especialmente activas en el núcleo celular cuando las células se exponen a la luz azul, una señal importante para el crecimiento de las plantas. Descubrieron que las proteínas inicialmente distribuidas uniformemente migraron juntas hacia «condensados biomoleculares» en el núcleo celular poco después de esta exposición.
Tanto la deficiencia como el exceso de hierro son problemáticos para las plantas. Necesitan micronutrientes para la fotosíntesis y reacciones enzimáticas. La deficiencia de hierro provoca el color amarillento de las plantas y un crecimiento reducido, mientras que el exceso puede provocar daño celular. Por lo tanto, se debe realizar una ingesta equilibrada de hierro para garantizar una vida vegetal saludable.
Si la planta tiene deficiencia de hierro, se activa una cascada de señales y se absorbe más hierro a través de las raíces. Las proteínas que regulan genes específicos (llamadas factores de transcripción) desempeñan un papel importante en este proceso.
Profesor Dr. Un equipo de investigación del Instituto de Botánica del HHU, dirigido por Petra Bauer, examinó la localización celular de los factores de transcripción implicados en la absorción de hierro, centrándose en particular en un factor de transcripción esencial dentro de la cascada de señalización del hierro llamado «FIT».
Hasta la fecha, se han realizado muy pocas investigaciones sobre dónde se encuentran los factores de transcripción en el núcleo de la célula vegetal. Sin embargo, saber esto ayuda a comprender la función de la proteína. También es relevante si la localización puede cambiar, ya que esto puede ser parte de un mecanismo regulador que actúa sobre la proteína.
El estudio encontró que FIT es una proteína dinámica que puede localizarse dentro de la célula en subcompartimentos sin membrana, llamados condensados biomoleculares. Los autores consideran que estos subsegmentos son centros reguladores que permiten plataformas espacial y temporalmente flexibles para la señalización y la comunicación.
Los biólogos han descubierto que la FIT se acumula específicamente en condensados dentro del núcleo celular cuando las células vegetales se exponen a la luz azul. Examinaron específicamente la luz azul porque es una señal ambiental importante para la absorción de hierro y las plantas.
Ya se ha descrito la formación de condensados de algunas proteínas reguladas por luz. Los condensados biomoleculares surgen cuando los complejos proteicos se acumulan localmente. Sin embargo, hasta ahora no se sabía que existiera una conexión con componentes fisiológicamente relevantes de la nutrición como el FIT. No está claro si los condensados FIT pueden contribuir a la organización y eficiencia de los procesos celulares.
Para ello, investigadores de Düsseldorf examinaron con más detalle las interacciones entre FIT y otras proteínas en los condensados nucleares. Descubrieron que en los condensados puede tener lugar no sólo la transcripción, sino también la regulación del ARNm (es decir, secciones del material genético leídas del ADN para regular procesos).
«Por primera vez, observé la acumulación de proteínas FIT en forma de condensados durante el trabajo de laboratorio en un proyecto de módulo de maestría, lo que planteó la simple pregunta de por qué», dijo el autor principal, el Dr. dice Ksenia Trofimov (ahora Cruise). Este es el comienzo de un importante proyecto de investigación.
«Cuando vimos que se formaban estos condensados, no teníamos idea de cuál podría ser su función, porque el tema de investigación sobre los condensados estaba surgiendo en el campo de las plantas. La pregunta original me llevó primero a mi trabajo de maestría y luego a mi tesis doctoral».
El profesor Bauer añade: «Este trabajo ha llevado a un nuevo aspecto en la nutrición de las plantas. Ahora necesitamos explorar más a fondo cómo estos condensados se integran en las cascadas de señalización de la absorción de hierro y cómo las señales ambientales, como la luz, pueden regular la absorción de hierro. de manera rápida y dinámica.»
Más información:
Ksenia Trofimov et al., El factor de transcripción inducido por deficiencia de hierro (FIT) similar a FER se acumula en condensados nucleares, Revista de biología celular (2024) DOI: 10.1083/jcb.202311048
Proporcionado por la Universidad Heinrich-Heine de Düsseldorf
referencia: Condensados biomoleculares: centros regulatorios para el suministro de hierro vegetal (23 de febrero de 2024) Consultado el 25 de febrero de 2024 en https://phys.org/news/2024-02-biomolecular-condensates-regulatory-hubs-iron.html
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