Desde hace unos 15 años se sabe que un gran conjunto de proteínas llamado Mediador cumple un rol esencial en la expresión génica de las células humanas y vegetales. Sin él, la maquinaria celular no interpreta correctamente las instrucciones del ADN y se alteran procesos básicos como el crecimiento, la división celular, el metabolismo y la respuesta a señales internas y externas. Compuesto por unas 30 subunidades proteicas, se conocía la función de varias de ellas, pero muchas otras seguían siendo un misterio.
Un estudio publicado en The Plant Journal y liderado por investigadores del CONICET y de la Fundación Instituto Leloir (FIL) llena ahora ese vacío de conocimiento al asignarle una función biológica concreta a MED3, una subunidad de cuya existencia se sabía, pero no si cumplía un rol específico.
“Por medio de edición génica, usando la técnica de CRISPR, eliminamos a MED3 de ejemplares de Arabidopsis thaliana y pudimos ver que las plantas florecen más tarde de lo normal y que reaccionan de manera diferente a dos hormonas vegetales muy importantes”, explica Pablo Cerdán, jefe del Laboratorio de Biología Molecular de Plantas de la FIL, investigador del Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA, CONICET-FIL) y líder del trabajo. El primer autor es el ingeniero agrónomo y doctor en Biología Santiago Freytes.
Las hormonas en cuestión —giberelinas y ácido abscísico— regulan numerosos procesos del desarrollo y de la respuesta al ambiente. En muchos casos actúan de forma antagónica: una promueve un proceso mientras la otra lo inhibe. Las giberelinas estimulan el crecimiento y son clave en la germinación de las semillas y, en ciertas especies, en la floración. El ácido abscísico, por su parte, se asocia principalmente con la respuesta al estrés y ayuda a la planta a resistir condiciones adversas como frío o sequía, regulando el uso de agua y retrasando procesos hasta que el ambiente sea adecuado.
Cuando los investigadores observaron que los ejemplares sin el gen MED3 florecían más tarde, buscaron cuál vía de la floración estaba afectada. Detectaron un aumento en la actividad de un gen llamado Flowering Locus C (FLC), que funciona como “freno” de la floración. Es decir, MED3 normalmente ayuda a que ese freno esté desactivado. Además, comprobaron que cambia la respuesta a las hormonas: en ausencia de MED3 las plantas mostraron menor respuesta al ácido abscísico y una excesiva a las giberelinas. Los mutantes med3 se comportan de manera similar a los de la vía autónoma de floración, y la floración tardía es independiente del fotoperiodo y de la temperatura.
“Pensamos que cuando falta MED3 hay un desacople entre las respuestas al crecimiento y al estrés. Normalmente, cuando las plantas detectan una condición adversa, suelen dejar de crecer; es como si se guardaran reservas. Ahora bien, si esa respuesta es exagerada, limitan su desarrollo y rendimiento en forma innecesaria”, señala Cerdán.
El estudio demuestra que MED3 no es simplemente una pieza estructural del complejo Mediador, sino que tiene funciones concretas en procesos biológicos clave: controla el momento de la floración, modula la respuesta a dos hormonas fundamentales y coordina programas de desarrollo que antes se consideraban relativamente independientes. Los datos transcriptómicos mostraron que los genes de respuesta al ácido abscísico se expresan a niveles más bajos en los mutantes, y estos son menos sensibles a esa hormona durante la germinación. Dado el antagonismo entre giberelinas y ácido abscísico, MED3 parece tener un papel en equilibrar la sensibilidad relativa a ambas.
Desde la perspectiva de la investigación vegetal, el hallazgo amplía la comprensión de cómo las plantas integran múltiples señales para tomar decisiones de desarrollo. A largo plazo, este conocimiento puede contribuir al diseño de cultivos con mejor adaptación a cambios ambientales o estrés.
¿En qué sentido saber que sin MED3 las plantas florecen más tarde y reaccionan de manera diferente a las hormonas podría contribuir al diseño de cultivos “inteligentes”? “Nos dimos cuenta de que, en términos agronómicos, quizás ese acoplamiento entre crecimiento y estrés no es una condición necesaria y que entonces se podrían diseñar plantas que no frenen su crecimiento frente a una determinada condición y tengan más productividad”, indica Cerdán. Y concluye: “Uno podría especular que sería factible manipular la expresión de MED3 o su actividad para mejorar o acelerar el crecimiento de un cultivo como colza o camelina sin afectar su respuesta a un entorno adverso”.
