Descubrimiento de ferroquelatasa 1 en Nicotiana tabacum L.: papel en la respuesta al estrés abiótico y el desarrollo de las plantas

Resumen

Introducción. Cuba está amenazada por el Cambio Climático. En la fisiología de las plantas participan enzimas que actúan como escudo al estrés oxidativo, siempre asociado a la salinidad, el déficit o exceso hídrico y las temperaturas extremas; esas enzimas tienen Hemo como cofactor. Hemo es un tetrapirrol, semejante a clorofila, pero con Fe en lugar de Mg como átomo central. El objetivo fue investigar la respuesta asociada al hemo en plantas de tabaco bajo estrés salino, hídrico y de temperatura, junto a la planta modelo Arabidopsis thaliana. Se reportó, en tejidos de tabaco, por primera vez para la ciencia, la presencia, de la enzima Ferroquelatasa 1 (responsable de quelar el hierro al tetrapirrol). Las plantas tienen dos isoformas de Ferroquelatasas (FC1 y FC2). La mutación para el gen de la Ferroquelatasa 1, en la planta modelo, resultó letal para los embriones. Métodos. Al comparar los niveles de ARNm de FC1 y FC2 en embriones de plantas tipo salvaje, se demostró que FC1 es la isoforma predominante durante la maduración del embrión. Por lo tanto, la regulación de la expresión de FC en tiempo y espacio durante la embriogénesis, es prerrequisito para el adecuado desarrollo del embrión. Resultados. Se concluye que el hemo producido por FC1, es esencial para la embriogénesis además de las respuestas al estrés. Líneas antisentido para FC1 tuvieron fenotipo de floración temprana en día corto; esto hizo que por primera vez se estableciera una relación del hemo producido por FC1 con el proceso de la floración, deduciéndose así que el Hemo producido por FC1 es importante en el metabolismo reproductivo. Estos conocimientos en manos de mejoradores, pudieran servir para obtener cultivares productivos con capacidad de aclimatación a los estreses abióticos asociados al cambio climático, lo que potencialmente nos daría alguna ventaja para mitigar sus efectos. El trabajo ha estimulado el intercambio científico con Alemania. Los resultados son incluidos como técnicas pedagógicas para la enseñanza de métodos modernos de biología molecular, en la formación de alto nivel de científicos jóvenes cubanos y latinoamericanos en la UH, en las 5 ediciones del curso conjunto “Basic methods in plant molecular biology and plant physiology” con la Universidad Humboldt de Berlín.