Co paso do tempo, as plantas desenvolveron sofisticados mecanismos inmunitarios para facer fronte ao ataque de diferentes patóxenos, como fungos ou bacterias. Un elemento clave nesta estratexia é a ubiquitina, unha pequena proteína que actúa como unha etiqueta molecular e lles permite modular a súa resposta inmune. Ao unirse a outras proteínas, a ubiquitina modifica o seu destino, marcándoas para seren degradadas ou dotándoas de novas funcións. Esta propiedade é empregada pola célula para activar ou regular a resposta inmunitaria. Aínda que esta defensa é altamente eficaz, os patóxenos evolucionan constantemente e, ás veces, conseguen esquivar a resistencia da planta.
Beatriz Orosa leva anos investigando a inmunidade vexetal, con especial foco no sistema de ubiquitinación. O seu obxectivo é comprender os mecanismos cos que as plantas regulan a intensidade e duración das súas respostas inmunes, co fin de aplicar ese coñecemento ao desenvolvemento de cultivos máis resistentes ás enfermidades. Grazas a unha prestixiosa axuda ERC, a investigadora do Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS) puxo en marcha un novo proxecto centrado nas ligases E3, unhas encimas que identifican con gran precisión que proteínas deben ser marcadas coa ubiquitina, garantindo así un proceso controlado e selectivo. “Queremos estudar como as plantas foron perfeccionando a súa resposta defensiva fronte a novos patóxenos ao longo da evolución mediante a vía da ubiquitina, e empregar ese coñecemento para crear encimas sintéticas que melloren a resposta dos cereais fronte a aqueles patóxenos aos que aínda son vulnerables”, explica a doutora Orosa.
O proxecto utilizará como sistema modelo a roya da cebada, un fungo común que forma pústulas de cor avermellada nas follas da planta e pode causar importantes perdas na colleita. O equipo investigador analizará o comportamento das ligases E3 activadas durante a resposta inmune da planta, así como as tácticas moleculares que emprega o fungo para anular as súas defensas. Pero o proxecto SynUbL vai máis aló: aplicará técnicas de bioloxía sintética para deseñar novas ligases E3 capaces de activar a inmunidade vexetal baixo demanda e destruír as proteínas do patóxeno que bloquean esa resposta. O obxectivo final é crear ferramentas moleculares que permitan reforzar a defensa dos cultivos de forma precisa, programable e sostible.
As enfermidades dos cultivos representan unha ameaza crecente para a seguridade alimentaria: estímase que pragas e patóxenos provocan perdas de ata o 40 % da produción agrícola global cada ano. Mellorar a capacidade natural das plantas para defenderse preséntase como unha alternativa sostible e eficaz fronte ao uso masivo de pesticidas. Porén, os mecanismos moleculares que regulan esta inmunidade seguen a ser pouco comprendidos, o que dificulta o seu aproveitamento en programas de mellora xenética. “Sempre me fascinou a capacidade das plantas para percibir, anticipar e responder con rapidez aos cambios ambientais e aos patóxenos”, sinala Orosa, que desenvolverá este proxecto durante os vindeiros cinco anos no CiQUS, centro da Universidade de Santiago de Compostela cofinanciado pola Unión Europea a través do Programa Galicia FEDER 2021–2027.
Roya de la cebada (Puccinia hordei) | Donald Groth
