De Iguazú a Science
Científicos de Suiza y Argentina descifraron dos elementos claves del diálogo químico vegetal que permite al polen llegar con éxito a la fertilización y no explotar en el intento. Jorge Muschietti, uno de los líderes del equipo, relata los detalles del trabajo que logró un lugar en esa prestigiosa revista científica.
Ensayos de actividad de los promotores de los genes RALF4 y RALF19 mediante la expresión del gen GUS (color azul). Estos ensayos demuestran que ambos genes se expresan en granos de polen y tubos polínicos. Figura: Gentileza Jorge Muschietti.
“Cuando surgió la posibilidad de publicar la investigación en Science, al principio yo fui muy escéptico. Viniendo de estas Pampas, pensé que no entraría nunca”, confiesa Jorge Muschietti desde el Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA sobre el trabajo que acaba de salir en la prestigiosa revista de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia.
Junto con otros diez científicos esparcidos en laboratorios de Suiza, Alemania y Argentina, hallaron dos elementos claves que permiten al polen realizar con éxito el dificultoso camino hacia el óvulo en la milimétrica flor de la Arabidopsis thaliana y alcanzar la ansiada fertilización. Se trata de un estudio de ciencia básica que “es el motor para la investigación y de la cual no podemos prescindir”, defiende este experto en biología molecular que desarrolla sus tareas en el INGEBI (CONICET). Si bien no busca resultados aplicables sino conocer cómo funciona ese mundo vegetal microscópico, Muschietti no descarta que “posiblemente como un resultado lateral, algunos de estos hallazgos puedan ser usados para la producción de híbridos, que en la agricultura es de suma importancia”.
Todo comenzó en 2015 cuando un encuentro fortuito en el Congreso Internacional de Biología Molecular de Plantas en Foz de Iguazú, permitió sembrar la semilla de este equipo. Hoy el grupo lo integran, además de Muschietti, Martín Mecchia, Gorka Santos Fernández, Nadin Duss, Sofía Somoza, Aurélien Boisson-Dernier, Valeria Gagliardini, Andrea Martínez-Bernardini, Tohnyui Ndinyanka Fabrice, Christoph Ringli, y Ueli Grossniklaus. Ellos llevaron adelante los experimentos desde la Universidad de Zurich, Suiza; la Universidad de Cologne, Alemania; el Instituto INGEBI y la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires, en Argentina.
– Ustedes estudian Arabidopsis thaliana, la planta cuyo genoma fue el primero en ser secuenciado, en el año 2000. Es una estrella en el laboratorio, aunque en el campo pasa desapercibida…
– Los agrónomos dicen que es el yuyo que sacan de al lado de sus plantas de maíz. Los investigadores, sin embargo, lo consideran un excelente sistema modelo experimental para genética, y biología molecular de plantas. Es más, un par de años después del 2000, el genoma de arroz fue el segundo secuenciado y se comprobó que era una versión ampliada de Arabidopsis.
– En esta planta de 10 a 30 cm de alto, ustedes van a un mundo microscópico, más precisamente a la comunicación de los cambios a nivel celular.
Jorge Muschietti. Foto: Exactas-Comunicación.
¿Por qué?
– Nosotros trabajamos a nivel celular en los eventos de comunicación del polen y el gineceo, el tejido femenino relacionado con la reproducción. Queremos ver cuáles son las señales que regulan esos eventos de polinización. Cuando el grano de polen se posa sobre el gineceo, se hidrata y comienza a generar una extensión llamada tubo polínico. Éste transporta las dos gametas o células espermáticas hacia los óvulos para la doble fertilización. Ese tubo polínico se va abriendo paso a través de los tejidos del pistilo, (órgano de reproducción femenino). En ese camino hay eventos de comunicación celular entre el tubo polínico y el pistilo. A cada paso hay puestos de chequeo o peajes donde el pistilo controla qué tipo de tubo polínico dejará pasar.
– ¿Un ejemplo?
– Si se toma un pistilo de tomate y un grano de polen de papa que son especies cercanas, el grano de polen germinará, desarrollará el tubo polínico pero a mitad del trayecto no seguirá creciendo y explotará. Es decir, hay eventos de comunicación célula a célula, un diálogo bioquímico que le impide al polen no apropiado llegar a fertilizar.
– ¿Qué hicieron específicamente en esta investigación publicada en Science?
– Nosotros aprovechamos las herramientas de este modelo de planta experimental. Fuimos a un banco de semillas mutantes de Arabidopsis, y pedimos una línea mutante que tiene los 30 mil genes de la planta, excepto uno, RALF4 que está anulado. Los péptidos o proteínas del tipo RALF (Rapid ALkalinization Factor) están involucrados en controlar diferente eventos fisiológicos y conforman grandes familias en plantas. Entonces, comparamos cómo se comporta el tubo polínico en esas plantas que no tienen el gen RALF4 con respecto a las plantas salvajes. Observamos que no germinaba bien, crecía más rápido que lo que debía y enseguida explotaba. Lo mismo sucedió con otra planta que tenía anulado el gen RALF19 (otro péptido de la familia RALF). Cuando logramos obtener plantas que carecen de ambos genes al mismo tiempo, observamos que éstas son casi estériles masculinas.
– ¿Cuál es la importancia?
– Nuestro grupo es eminentemente de ciencia básica. Esto no quita que investigamos en un área de mucha aplicabilidad como la fertilización, la obtención de descendencia y la producción de semillas que puede verse afectada por estos eventos. La producción de híbridos en la agricultura es de suma importancia. Posiblemente, como un resultado lateral, algunos de estos hallazgos puedan ser usados para dicha producción. Para nuestro laboratorio, la ciencia básica, de la cual no podemos ni queremos prescindir, es el motor de la investigación. Nosotros nos movemos con preguntas biológicas que intentamos responder.
Martín Mecchia y Sofía Somoza.
– ¿Cómo fue trabajar con equipos en Suiza, Alemania y Argentina?
– Martín Mecchia que es el primer autor de este trabajo y ahora se encuentra en España, trabajó en mi laboratorio en 2014 con una beca posdoctoral de la Agencia y, en ese momento, comenzamos a trabajar de cero en este proyecto. En esa etapa, vimos que había otros grupos en lo mismo. En 2015, hubo un Congreso Internacional de Biología Molecular de Plantas en Foz de Iguazú, organizado por investigadores de Argentina y Brasil. Allí, nos encontramos con el investigador suizo, Ueli Grossniklaus, quien trabaja en la Universidad de Zurich. Nos sentamos, le mostramos nuestros resultados y él, los suyos. Esto fue auspicioso porque no es habitual que ocurra. A partir de entonces, hubo una colaboración directa y efectiva, impecable. Luego, Sofía Somoza (becaria doctoral la Agencia) se sumó a este proyecto. Hace cinco meses estábamos evaluando dónde enviar el trabajo realizado, y surgió la posibilidad de mandarlo a Science. Al principio yo fui muy escéptico viniendo de estas Pampas. Pensé que no iba a entrar nunca.
– ¿Qué sintió cuando fue aceptado por Science?
– Mucha satisfacción. Como le digo a los chicos, se debe seguir trabajando a pesar de las frustraciones que este tipo de trabajo normalmente tiene. Innumerables veces, las cosas no salen y uno tiene ganas de mandar todo al diablo. O la idea original que tenías no se acopla a los resultados. Uno debe saber que los resultados son los que marcan el modelo y no tratar de adaptar los resultados al modelo. Seguir, seguir y seguir de manera constante. Ver que las cosas van avanzando y, en algún momento, hay un click, y uno dice: “Esto está bueno y puede ser publicado en una buena revista”. Y nuevamente, demostrar que acá, en la Argentina, más allá de los problemas económicos existentes, hay una masa crítica de científicos, específicamente, en el área de biología vegetal, que en los últimos cinco años produjo un boom de publicaciones de muy alto nivel.
