Resumen:

Un equipo de científicos de plantas del Laboratorio Sainsbury de la Universidad de Cambridge (SLCU) está trabajando en una tecnología innovadora que permite a los humanos comunicarse con las plantas mediante mensajes basados ​​en luz. Los investigadores desarrollaron una herramienta llamada resaltador, que permite la expresión de genes diana en plantas utilizando condiciones de luz específicas. Esta tecnología podría tener un profundo impacto en la agricultura, ya que podría ayudar a las plantas a resistir enfermedades y plagas, así como a adaptarse a fenómenos climáticos extremos. La optogenética, una técnica científica que utiliza la luz para controlar procesos biomoleculares, es un componente clave de esta investigación. Si bien la optogenética se utiliza ampliamente en otros campos, su adaptación a las plantas plantea desafíos únicos debido a su sensibilidad a la luz. Sin embargo, el equipo creó con éxito un sistema de expresión genética optogenética adaptado a las plantas, lo que abrió nuevas posibilidades para estudiar la biología vegetal y la mejora de cultivos.

Definición:

– Optogenética: Técnica científica que utiliza la luz para controlar procesos específicos en las células.
– Fotorreceptores: Proteínas que son sensibles a la luz y desempeñan un papel en la regulación de diversos procesos biológicos.
– Eucariotas: Organismos cuyas células tienen un núcleo dentro de una membrana.
– Procarióticos: Organismos cuyas células carecen de núcleo y otros orgánulos rodeados de membranas.
– Fitocromo: Tipo de fotorreceptor implicado en la regulación del crecimiento y desarrollo de las plantas.
– Cianobacteriocromo: tipo de fotorreceptor que se encuentra en determinadas bacterias fotosintéticas.

Fuente:

– Fuente 1: PLOS Biology – Un artículo publicado por un equipo de la Universidad de Cambridge que describe el desarrollo del resaltador.
– Fuente 2: UC Davis – Experto en interruptores de luz de fitocromos y cianobacteriocromos que asesoró a los investigadores.
– Fuente 3: Laboratorio Nacional de Física (NPL) – Organización colaboradora que realiza análisis espectroscópicos de sistemas optogenéticos.

Artículos:

La posibilidad de que los humanos interactúen con las plantas ha fascinado a los investigadores durante mucho tiempo, y ahora un equipo de científicos de plantas del Laboratorio Sainsbury de la Universidad de Cambridge (SLCU) está haciendo realidad el concepto. Utilizando señalización basada en luz, desarrollaron una herramienta llamada resaltador que permite a las plantas responder a condiciones de luz específicas y activar sus mecanismos de defensa.

Los primeros experimentos con plantas de tabaco han demostrado que la tecnología es eficaz, ya que los investigadores utilizaron la luz para estimular la respuesta inmune de la planta. La luz, al ser un medio universal de comunicación en la sociedad humana, ha sido utilizada por Sangha como mensajera para facilitar la comunicación entre humanos y plantas.

Los investigadores han creado previamente biosensores utilizando luz fluorescente para monitorear los procesos celulares en las plantas, proporcionando información valiosa sobre cómo responden las plantas al estrés ambiental. Con el desarrollo del iluminador, han dado otro gran paso adelante para permitir que los humanos interactúen con las plantas utilizando condiciones de luz para activar la expresión de genes diana. Esta tecnología se puede utilizar para estimular los mecanismos de defensa de las plantas, advertirles de amenazas inminentes, como brotes de enfermedades o fenómenos climáticos extremos, y controlar sus patrones de crecimiento.

La optogenética, una técnica que utiliza la luz para controlar procesos biomoleculares, es fundamental para esta investigación. Si bien la optogenética ha revolucionado muchos campos, su uso en plantas ha sido un desafío debido a la sensibilidad de las plantas a la luz y a sus fotorreceptores nativos. Sin embargo, el equipo superó estos desafíos para crear con éxito un sistema optogenético adaptado a las plantas, allanando el camino para futuros avances en biología vegetal y mejora de cultivos.

Al aprovechar el poder de los mensajes basados ​​en la luz, los investigadores imaginan un futuro en el que los humanos y las plantas puedan comunicarse de manera efectiva, transformando la agricultura y nuestra relación con las plantas. Esta tecnología innovadora podría conducir a prácticas agrícolas más sostenibles, reducir la necesidad de productos químicos y permitir que las plantas prosperen en condiciones ambientales cambiantes.

Fuente:
– Universidad de Cambridge, Laboratorio de Sainsbury Universidad de Cambridge (SLCU)
– Trabajo de investigación de PLOS Biology realizado por un equipo de la Universidad de Cambridge
– UC Davis – Experto en interruptores de luz de fitocromos y cianobacteriocromos
– Laboratorio Nacional de Física (NPL)