La célula vegetal modifica la estructura de los azúcares de su pared para aumentar su resistencia
AMR/DICYT La célula vegetal posee, en sus límites exteriores, una compleja barrera cuyo principal componente es la celulosa, un polisacárido (grupo de azúcares). Científicos de la Universidad de León analiza actualmente cómo este tipo de células modifican la estructura de su pared celular si se actúa sobre la celulosa. En el último número de la publicación Molecular Plant, el grupo del Área de Fisiología Vegetal describe las modificaciones que se producen en los xiloglucanos, unas moléculas que cubren los espacios que deja libre el entramado de celulosa.
"El xiloglucano es un polisacárido que se une a la celulosa por fuentes de hidrógeno", explica a DiCYT Ana Alonso, coordinadora del estudio. Mientras que la celulosa establece una especie de hilos paralelos en la pared primaria, la distancia que falta la cubre el xiloglucano. A través de un experimento realizado en cultivos celulares de alubia (Phaseolus vulgaris), los investigadores inhibieron la síntesis de la celulosa. Para ello emplearon un herbicida generalista ampliamente utilizado, el diclobenil.
"El interés reside en que cuando las células crecen, la pared celular determina su tamaño y forma", indica la experta. Durante este proceso, las estructuras de xiloglucanos se aflojan. Debido a esta acción, los científicos pensaron que esta molécula tendría implicaciones si se altera el principal sostén de la pared celular vegetal. Al producir la inhibición de la celulosa, para mantener la rigidez de la pared, la célula vegetal aumenta el nivel de las peptinas y, según han comprobado por primera vez este grupo de fisiólogos, el xiloglucano cambia de composición para aumentar la resistencia. El equipo de investigadores pretende conocer ahora si estos cambios se producen también en otras moléculas presenten en esta zona exterior de la célula vegetal: los xilanos, los arabinanos y las proteínas estructurales.
Producción de bioetanol
Aunque se trate de una investigación básica, el conocimiento de la estructura de la pared celular vegetal puede tener implicaciones aplicadas. En estos momentos, se desarrolla el denominado bioetanol de segunda generación, en el que no se busca la producción de energía a través del producto agrícola, sino de sus residuos o subproductos. Sin embargo, mientras que del maíz se extrae almidón y de éste la sacarosa, que se fermenta para la producción del combustible, en los subproductos, como la paja del cereal, no se puede conseguir almidón, lo que interrumpe el proceso. "Todo este conocimiento en torno a los azúcares de la pared celular vegetal puede tener implicaciones para hacer rentable el proceso de producción de bioetanol a partir de residuos agrícolas", precisa Alonso.
El trabajo del Área de Fisiología Vegetal de la Universidad de León proseguirá con cultivos celulares de maíz, en vez de alubia. El maíz (Zea mays) pertenece a la clase de las monocotiledóneas, esto es, que poseen una sola hoja primordial constitutiva de la semilla, frente a la alubia, que forma parte de las dicotiledóneas. La razón del giro en la investigación, en cambio, no es taxonómica, sino práctica. En maíz, de cultivo y consumo muy extendido por todo el planeta, está secuenciado casi todo el genoma, algo aún no conseguido en alubia, menos popular. "El trabajo aquí será más selectivo y lo dirigiremos a saber sobré qué proteína actúa el diclobenil", el herbicida empleado en la experimentación.
Para realizar la investigación, Ana Alonso realizó una estancia en la Universidad de Kioto, que colabora en el estudio. Especialistas de la institución educativa japonesa ya habían realizado trabajos previos sobre la enzima que modifica el xiloglucano. En la investigación, además, se empleó una técnica de un instituto de la Sociedad Max Planck (Alemania), un tipo de cromatografía denominada Olimp que permite dilucidar de forma precisa las unidades de xiloglucano.