Investigadores de la UCO descubren que las algas producen una hormona para comunicarse

La auxina es una hormona fundamental para las plantas: las ayuda a crecer y es la responsable de que las hojas se dirijan hacia la luz y de que las raíces profundicen hacia abajo en el suelo. Es una hormona esencial en el lenguaje químico de las plantas para comunicarse con otros organismos y promover interacciones beneficiosas. ¿Y cómo funciona en algas, que son las ‘primas’ de las plantas?

Aunque hace algunos años que se sabe que las algas producen auxina, el conocimiento en torno al tema es limitado y no se habían descrito los mecanismos que ponía en marcha el alga para producirla. Hasta ahora que las investigadoras Victoria Calatrava y Aurora Galván y los investigadores Ángel Llamas y Emilio Fernández del grupo de investigación Metabolismo del Nitrógeno inorgánico en algas de la Universidad de Córdoba han descubierto una de las rutas de producción de auxinas en algas, usando el alga modelo Chlamydomonas reinhardtii.

El alga produce la hormona en su espacio periplásmico, una especie de membrana permeable que es donde se encuentra la enzima.

«La vía de producción de auxina que demostramos aquí es muy simple y muy común. En ella participa la enzima L-aminoácido oxidasa (LAO1) que produce la auxina a través del uso del triptófano» explica la catedrática Aurora Galván.

El alga produce la hormona en su espacio periplásmico, una especie de membrana permeable que es donde se encuentra la enzima. «Esto es interesante porque desde ahí puede liberar la hormona al exterior para comunicarse con otros organismos o quizás incorporarla al interior para regular su metabolismo» continúa la investigadora.

Auxina para ayudar a la producción agrícola

El equipo también ha analizado los efectos de la producción de auxina para el alga y cómo la hormona le ayuda a comunicarse con bacterias del género Methylobacterium para crear interacciones beneficiosas.

«Vemos que la acumulación de auxina es mala porque ralentiza el crecimiento. En concentraciones bajas mejora el crecimiento del alga, pero al acumularse lo inhibe» señala la investigadora Victoria Calatrava. Para solventar esos efectos negativos entra en juego Methylobacterium.

«La bacteria degrada la auxina bajando los niveles de la hormona, ayudando a Chlamydomonas a que siga creciendo mientras la bacteria obtiene alimento de la auxina» profundiza Calatrava. Así, la auxina funciona como mediadora en esa relación mutualista en la que alga y bacteria se ayudan entre sí. Además, curiosamente, estas bacterias pueden alimentarse de auxina sólo en presencia del alga, lo que refuerza la importancia de ese modo cooperativo.

¿Y cómo se aplicaría esto al campo? Recordando la importancia de la auxina para las plantas, la investigadora resalta que «tanto alga como bacteria viven en campos de cultivos y forman parte de la microbiota de las plantas por lo que su producción y regulación de la auxina podría funcionar para mejorar la producción agrícola, tanto su crecimiento como la tolerancia a estreses como sequía».

Así, una vez se conoce la vía de producción de auxina por parte de las algas y su papel en la creación de mutualismos beneficiosos con las bacterias, el equipo busca entender el papel de las algas en la microbiota de las plantas y más en concreto la interacción alga-bacteria-planta para evaluar su potencial en el desarrollo de bioestimulantes que beneficien a la producción agrícola sostenible y respetuosa con el medioambiente.

Referencia:

Calatrava V, Hom EFY, Guan Q, Llamas A, Fernández E, Galván A. ‘Genetic evidence for algal auxin production in Chlamydomonas and its role in algal-bacterial mutualism’. iScience. 2023 Dec 16;27(1):108762