Descubren en el CSIC una proteína esencial para el crecimiento de las plantas

Un equipo del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), que es un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València (UPV), ha llevado a cabo un estudio que revela el papel fundamental de la proteína BDH en el crecimiento adecuado de las plantas. Esta proteína influye en un proceso clave que organiza el material genético dentro de las células.

La investigación, publicada en la reconocida revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), indica que la función de estas proteínas es similar en diversas especies, desempeñando un rol crucial en la regulación de funciones celulares. Se ha observado que fallos en este proceso están relacionados con enfermedades como el cáncer.

Un origen común para todos los seres vivos

Todos los organismos en la Tierra comparten un origen común, lo que provoca que ciertas estructuras se repitan entre ellos, desde plantas hasta animales. Este fenómeno también se manifiesta en cómo los seres vivos organizan su material genético, específicamente en la forma en que el ADN se estructura dentro del núcleo celular. La cromatina, una combinación de ADN y proteínas, permite compactar este material genético y regular el acceso a su información. Su configuración puede modificarse para activar o desactivar genes según las necesidades celulares.

La cromatina opera mediante proteínas especializadas conocidas como “complejos remodeladores de la cromatina”, las cuales utilizan energía para deslizar, modificar o eliminar otras proteínas, facilitando así o bloqueando el acceso al ADN. En este contexto, el estudio liderado por Javier Gallego Bartolomé, científico del CSIC en el IBMCP, se centró en analizar la función molecular de la proteína BDH (BCL-domain Homolog) dentro del complejo remodelador SWI/SNF (SWItch/Sucrose Non-Fermentable) y su impacto en el desarrollo vegetal.

Mecanismos evolutivos conservados

“Este mecanismo ha perdurado a lo largo de la evolución y es esencial para la regulación genética. Alteraciones en estos complejos están vinculadas a enfermedades como el cáncer en mamíferos o a problemas de desarrollo en plantas”, explica Gallego. Su equipo descubrió que un mal funcionamiento del sistema puede provocar múltiples defectos en el desarrollo vegetal. Según sus experimentos, estos problemas derivan de la inestabilidad del complejo SWI/SNF provocada por la ausencia de la proteína BDH.

En investigaciones anteriores, el grupo del IBMCP había evidenciado similitudes entre la proteína BDH de las plantas y otras proteínas animales, como BCL7 en mamíferos. Recientemente, lograron establecer una correlación con una proteína de levadura llamada Rtt102, demostrando que ambas cumplen funciones similares para asegurar el correcto funcionamiento de la cromatina. Para alcanzar esta conclusión fue fundamental el uso de inteligencia artificial: “El descubrimiento sobre la conservación evolutiva de BDH fue posible gracias a AlphaFold, una herramienta desarrollada por Google DeepMind que predice estructuras proteicas”, aclara Gallego.

Innovaciones impulsadas por inteligencia artificial

AlphaFold está transformando el análisis estructural de proteínas y sus interacciones con moléculas como ADN o ARN al permitir predecir estructuras proteicas en minutos, facilitando así el diseño experimental. Las predicciones generadas requieren validación experimental mediante técnicas tradicionales como expresión génica y espectrometría de masas.

Los hallazgos obtenidos podrían tener implicaciones significativas a medio plazo. “En mamíferos, las disfunciones del complejo SWI/SNF están asociadas con cáncer; mientras tanto, en plantas este complejo es vital para su desarrollo. Por lo tanto, los descubrimientos derivados de este estudio podrían sentar las bases para desarrollar aplicaciones biotecnológicas dirigidas a abordar estos desafíos”, concluye Gallego.

Preguntas sobre la noticia