Las raíces de las plantas modificadas genéticamente detectan y responden a señales microbianas.
Alice Boo (MIT).
A nivel macroscópico, las plantas no parecen terriblemente activas, pero debajo del suelo hay una vorágine de actividad microscópica, ya que los sistemas de raíces envían y reciben una amplia gama de señales químicas de bacterias y hongos en el suelo.
Si bien esta comunicación bidireccional parece ser crucial para la salud de las plantas, no se comprenden bien las identidades y funciones exactas de estos mensajeros químicos. Para solucionar este problema, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts dirigidos por un biólogo sintético Christopher Voigt bioingeniería un nuevo canal de comunicación entre microbios y plantas. Publicado recientemente en comunicaciones de la naturaleza, su trabajo demuestra que los sensores ambientales se pueden “subcontratar” a las bacterias para crear un equipo planta-microbio que pueda responder rápidamente a las amenazas.1
Los investigadores diseñaron bacterias para producir una molécula de señalización llamada molécula p-cumaroil-homoserina lactona (pC-HSL) en respuesta a diferentes estímulos químicos. También diseñaron plantas: primero la especie modelo. Arabidopsis thaliana, y luego la papa, para encender una señal fluorescente cuando detectaron pC-HSL. De esta manera, los investigadores podrían cambiar los estímulos ambientales a los que responde una planta simplemente emparejándola con diferentes tipos de bacterias sensoras. Las bacterias podrían incluso diseñarse para realizar un procesamiento de señales simple, integrando información de dos tipos de sensores diferentes.
Christopher Voigt diseña circuitos genéticos con aplicaciones en agricultura, terapéutica y materiales vivos.
Christopher Voigt
Sin embargo, el objetivo final de este proyecto no es que las plantas produzcan una señal fluorescente, afirmó Voigt. “Quiero sentir y responder al estrés y los patógenos”, dijo. “En lugar de intentar diseñar la planta para resolver un problema, envía la señal a las bacterias, y las bacterias lo resuelven por ellas. O las bacterias detectan algo en el suelo y envían la señal a la planta de que hay que solucionarlo”.
Eriko Takanobiólogo sintético del Instituto de Biotecnología de Manchester que no participó en el estudio, cree que estas tecnologías podrían reducir la dependencia de herbicidas, fungicidas o insecticidas al proporcionar una forma alternativa para que las plantas y sus microbios asociados respondan a las amenazas.
“Es un trabajo muy bonito”, dijo. “Es realmente [taking steps] hacia un suelo más saludable sin utilizar pesticidas”.
Referencia
- Boo A et al. comuna nacional. 2024;15(1):1817.