Hallado el mecanismo dependiente de la temperatura que controla la acumulación de ácidos grasos omega-3 en las semillas de las plantas

DICYT Un equipo de investigación del Instituto de Investigación en Agrobiotecnología (CIALE) de la Universidad de Salamanca ha publicado un estudio en la prestigiosa revista científica Cell Reports que profundiza en los mecanismos moleculares que controlan la acumulación de ácidos grasos durante la maduración de las semillas de las plantas. Este proceso, muy relevante para la alimentación de personas y animales, puede verse alterado por las altas temperaturas y, por lo tanto, conocer cómo tiene lugar y poder manejarlo es esencial en un contexto de cambio climático.

El trabajo, desarrollado en el marco de la Unidad de Excelencia de Producción Agrícola y Medio Ambiente AGRIENVIRONMENT de la Junta de Castilla y León, está liderado por el profesor de Fisiología Vegetal Óscar Lorenzo y demuestra que el óxido nítrico (NO) tiene un papel clave. Esta molécula, esencial para el desarrollo de las plantas y su respuesta a condiciones de estrés, también se revela ahora como fundamental para la acumulación de lípidos en las semillas, ya que regula la proteína bZIP67, el factor de transcripción implicado en este proceso.

“La modulación que realiza el óxido nítrico hace que se acumulen más o menos ácidos grasos omega-3 y omega-6 esenciales, como el linoleico o el linoleico”, explica el Dr. Lorenzo, “pero es un proceso reversible y está influenciado por la temperatura”. Los experimentos realizados en el contexto de la investigación en las cámaras controladas del CIALE con Arabidopsis thaliana, una especie vegetal que se utiliza como modelo, indican que las altas temperaturas degradan el factor de transcripción. El desarrollo óptimo de esta planta ocurre entre los 20ᴼC y los 22ᴼC, pero cuando se superan los 25ᴼC de forma constante, las semillas contienen “muchos menos ácidos grasos y de peor calidad nutricional”.

Los investigadores consideran que los resultados son extrapolables a muchas especies de interés agronómico que también pertenecen a la familia de las brasicáceas, desde los nabos a la colza; y que, probablemente, ocurra lo mismo con otros cultivos distintos, como los oleaginosos. Esto significaría que, en un hipotético escenario de cambio climático con temperaturas muy elevadas, el contenido lipídico de las semillas se vería alterado, con consecuencias para la alimentación humana y animal.

Las aplicaciones en el campo

Sin embargo, esta investigación abre la puerta a posibles soluciones, por ejemplo, a través de la edición genética con las herramientas CRISPR. De hecho, el artículo incluye experimentos que van en esa línea. “Al modificar el factor de transcripción, a través de solo tres aminoácidos, vemos que puede estabilizarse; así que el contenido final de ácidos grasos se puede controlar incluso con temperaturas muy altas”, comenta el investigador.

En cualquier caso, los científicos del CIALE trabajan ya en los siguientes pasos de esta investigación, que pasan, precisamente, por analizar si este mecanismo hallado en Arabidopsis thaliana se conserva también en otras especies, una cuestión de gran interés comercial. De hecho, mantienen contacto con empresas interesadas en semillas de girasol, que tienen una gran cantidad de contenido lipídico. Otro de los mejores ejemplos está en el olivo: “Si en el proceso de maduración de las aceitunas se acumulan diferentes proporciones de ácidos grados esenciales, al final, el aceite de oliva tendrá mayor o menor calidad nutricional”. En el estudio participan investigadores de la Universidad de Jaén especialistas en este campo.

Este presente trabajo se ha desarrollado en colaboración con grupos nacionales (Universidad de Jaén e Instituto de la Grasa-CSIC) e internacionales (VIB y Ghent University) de gran prestigio, permitiendo su abordaje desde diferentes campos de la Biología como son la Fisiología Vegetal, la Genética Molecular y la Bioquímica.

Referencia bibliográfica

Inmaculada Sánchez-Vicente, Pablo Albertos, Carlos Sanz, Brecht Wybouw, Bert De Rybel, Juan C. Begara-Morales, Mounira Chaki, Capilla Mata-Pérez, Juan B. Barroso, Oscar Lorenzo. Reversible S-nitrosylation of bZIP67 by peroxiredoxin IIE activity and nitro-fatty acids regulates the plant lipid profile. Cell Reports, Volume 43, Issue 4, 2024, 114091, ISSN 2211-1247. DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114091.