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. Este descubrimiento se centra en cómo esta proteína influye en la organización del material genético dentro de las células vegetales.

La investigación, publicada en la reconocida revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), sugiere que la función de la proteína BDH podría ser similar en otras especies. De hecho, desempeña un rol crucial en la regulación celular, cuya disfunción se relaciona con enfermedades como el cáncer.

El origen común de los seres vivos

Todas las formas de vida en la Tierra comparten un origen común, lo que provoca que ciertas estructuras se repitan entre diversos organismos, desde plantas hasta animales. Un ejemplo claro es la manera en que estos seres organizan su material genético: el ADN dentro del núcleo celular. Esta tarea es realizada por la cromatina, una combinación de ADN y proteínas que permite compactar el material genético y regular el acceso a su información. La estructura de la cromatina puede modificarse para activar o desactivar genes según las necesidades celulares.

La cromatina opera gracias a proteínas especializadas conocidas como “complejos remodeladores de la cromatina”, que utilizan energía para mover, modificar o eliminar otras proteínas, facilitando o restringiendo el acceso al ADN. En este contexto, el estudio liderado por Javier Gallego Bartolomé, investigador del CSIC en el IBMCP, analizó específicamente la función molecular de la proteína BDH dentro del complejo SWI/SNF (SWItch/Sucrose Non-Fermentable), un remodelador clave para el desarrollo vegetal.

Mecanismos evolutivos y salud

“Este mecanismo ha perdurado a lo largo de la evolución y es esencial para regular los genes. Las alteraciones en estos complejos están vinculadas a enfermedades como el cáncer en mamíferos o problemas en el desarrollo vegetal”, explica Gallego. Su equipo observó que cualquier mal funcionamiento en este sistema puede provocar defectos significativos en el desarrollo de las plantas. Según sus hallazgos experimentales, estos problemas son consecuencia de la inestabilidad del complejo SWI/SNF provocada por la falta de proteína BDH.

En investigaciones anteriores, el grupo del IBMCP había evidenciado similitudes entre la proteína BDH y otras proteínas animales, como BCL7 en mamíferos. Recientemente, lograron establecer una correlación con una proteína de levadura llamada Rtt102, confirmando que ambas cumplen funciones similares para asegurar un correcto funcionamiento de la cromatina. Este avance fue posible gracias al uso de inteligencia artificial: “El descubrimiento sobre la conservación evolutiva de BDH fue facilitado por AlphaFold, una herramienta basada en inteligencia artificial desarrollada por Google DeepMind”, aclara Gallego.

Impacto potencial y biotecnología

AlphaFold está transformando el análisis estructural proteico y su interacción con moléculas como ADN o ARN al permitir predecir estructuras proteicas rápidamente. No obstante, estas predicciones requieren validación experimental mediante métodos 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, este complejo es vital para el desarrollo vegetal. Por lo tanto, los descubrimientos realizados podrían sentar las bases para aplicaciones biotecnológicas orientadas a abordar estos desafíos”, concluye Gallego.

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