Una investigació dirigida per investigadors del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC), al Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG) a Barcelona, ha demostrat un nou mecanisme de regulació del rellotge circadiari pel qual una proteïna essencial del rellotge, coneguda amb el nom d’TOC1, regula la ritmicitat en les plantes. El treball, que es publica a Science, canvia el model de funcionament del rellotge en plantes vigent al llarg dels últims 10 anys.
Les plantes presenten un ritme biològic amb un període de 24 hores, sincronitzat amb els canvis mediambientals que ocorren durant el dia i la nit. En resposta a aquests canvis, una sèrie de proteïnes actuen regulant processos essencials a la planta com ara la germinació, el creixement, floració o respostes a condicions mediambientals d’estrès.
Fins ara, i segons demostraven estudis amb la petita planta model Arabidopsis thaliana, es creia que el funcionament del rellotge circadiari d’una planta depenia essencialment de dos oscil·ladors (un conjunt de gens), un diürn i un altre nocturn. Segons aquest model, la proteïna TOC1 activava els gens del oscil·lador diürn que al seu torn reprimia l’oscil·lador nocturn.
Ara, el treball liderat per la investigadora del CSIC Paloma Mas, al Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG) a Barcelona, revela un model diferent en què TOC1 connecta directament els dos oscil·ladors mitjançant la regulació directa de l’expressió d’aquests gens. A més, els investigadors demostren que la funció de TOC1 en el rellotge circadià no és la d’activar l’expressió de gens, tal com es creia fins ara, sinó la de reprimir-los. Així, TOC1 funcionaria com un repressor global de l’expressió de gens del oscil·lador que actuen tant durant el dia com de nit.
Les implicacions del treball són rellevants. Defineix una nova estructura del rellotge circadiari i desxifra nous mecanismes de funcionament i regulació que són essencials en el cicle vital de la planta. Marca, a més, noves estratègies d’investigació: “l’estudi del paper del rellotge en el control de la fisiologia i metabolisme de la planta ha de tenir en compte ara la nova estructura del oscil·lador, en la qual TOC1 actua com a repressor global i no com activador”.
Que fallava alguna cosa en el model actual es sospitava. “Hi havia coses que no quadraven”, afegeix Paloma Mas. “Encara que els resultats d’estudis genètics previs semblaven prou clars, certes dades experimentals no acabaven de quadrar. Els estudis de seqüenciació massiva per analitzar els gens diana de TOC1, juntament amb anàlisi transcripcionals, ens han permès demostrar que la repressió de l’expressió gènica per part de TOC1 ocorre mitjançant la unió directa de la proteïna als promotors dels gens que regula”.
Font i fotografia: notícia de www.uab.es 13/03/2012