La mano y la pelota: Así resisten las plantas la sequía

De forma parecida a la adrenalina en los humanos, el acido abscísico (ABA) es la hormona del estrés en las plantas, la que circula por ellas y dicta la respuesta a situaciones como la sequía. Esto se sabía, pero no cómo funciona. La clave ha resultado estar en la estructura de una proteína llamada PYR1 y cómo interactúa con la hormona. Es como una mano que recoge una pelota, han hallado científicos del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) en Grenoble, Francia, y del Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (CSIC) en Valencia. El estudio, que se publica en la revista Nature, indica nuevos caminos para aumentar la resistencia de las plantas a la falta de agua.

En condiciones normales, unas proteínas llamadas PP2C cierran la ruta de ABA, pero cuando una planta está sometida a la sequía, aumenta la concentración de esta hormona del estrés en sus células y el bloqueo desaparece, lo que permite que la planta responda a la sequía. La respuesta consiste en activar y desactivar determinados genes, de forma que se disparan mecanismos para absorber y almacenar una mayor cantidad de agua, y disminuir la pérdida de agua. Estudios recientes habían señalado a una familia de 14 proteínas como posibles intermediarios entre ABA y PP2C, pero el mecanismo seguía siendo un misterio.

Al estudiar la estructura en tres dimensiones de PYR1, una de estas proteínas, con cristalografía de rayos X, los científicos, encabezados por José Antonio Márquez, de EMBL, y Pedro Luis Rodríguez, del CSIC, encontraron que la proteína tiene forma de mano. Cuando no está presente ABA, la mano está abierta, pero cuando si está, ABA se sitúa en el hueco de la mano, que se cierra como si cogiera una pelota. Esto permite que la otra molécula, PP2C, pueda situarse encima de los dedos cerrados.

De esta forma se confirma que esta familia de proteínas constituye los receptores más importantes de ABA y se muestra cómo empieza el proceso de respuesta al estrés. Al acoplarse a PYR1, ABA le hace secuestrar moléculas de PP2C, que así no están disponibles para bloquear la respuesta al estrés.

"Si las plantas se tratan con ABA antes de se produzca la sequía, están más preparadas y tienen más posibilidades de sobrevivir a la falta de agua", explica Rodríguez. "Hasta ahora el problema era que ABA es muy difícil y muy cara de producir", añade Márquez. "Gracias a lo que hemos descubierto a través de la biología estructural, sabemos con qué interactúa ABA y cómo lo hace, y esto puede ayudar a encontrar otras moléculas con el mismo efecto pero que puedan ser producidas y aplicadas más fácilmente". El estudio se ha hecho en la planta modelo Arabidopsis thaliana.