Identifican sistemas de transporte que mejoran la fotosíntesis en plantas ante cambios de luminosidad

Imagen a Microscopía Confocal Células de mesófilo de Arabidopsis con Cloroplastos (autofluorescencia rojo) y AtKEA2-GFP (autofluorescencia verde)

Investigadores del departamento de Bioquímica, Biología Celular y Molecular de plantas de la Estación Experimental del Zaidín, en Granada, centro de investigación en Ciencias Agrarias, perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), han identificado los sistemas de transporte de iones potasio (K+) presentes en los cloroplastos de las células vegetales, en concreto los sistemas de transporte de K+ (KEA1, 2 y 3) que intervienen en el desarrollo de los cloroplastos y eficiencia de la fotosíntesis.

El grupo de investigación de ‘Homeostasis iónica y transportadores de membrana’ de este departamento está encargado del estudio de los mecanismos de regulación de la homeostasis iónica en plantas, con el objetivo de desarrollar aproximaciones biotecnológicas de mejora de la tolerancia a sal y la eficiencia de la nutrición mineral.

Para ello este grupo de científicos analiza la función y regulación de los sistemas de transporte de iones sodio (Na+), iones potasio (K+) y protones (H+) en sistemas modelo (levadura, Arabidopsis) y en plantas de interés agronómico, como el tomate, tanto in vivo utilizando técnicas de transformación genética para ver qué ocurre en la planta cuando estos transportadores de membrana están sobrexpresados o silenciados, como in vitro mediante purificación y reconstitución de estos transportadores en membranas artificiales o liposomas.

TRANSPORTADORES KEA

Estos transportadores de iones se encuentran en unos orgánulos denominados cloroplastos que se localizan en el interior de las células vegetales en las plantas. El grupo de investigación de la EEZ-CSIC, junto a otros equipos en Estados Unidos y Alemania, ha participado en el estudio para caracterizar más detalladamente el transportador KEA3 que se ubica en la membrana de los tilacoides, unas estructuras del interior del cloroplasto que intervienen en el proceso de la fotosíntesis. “KEA3 se encarga de regular el pH del interior del tilacoide, en definitiva este transportador de membrana regula la eficiencia de la fotosíntesis ante cambios de luminosidad lo que permite a la planta adaptarse a la intensidad de luz que recibe y poder seguir desarrollando su función vital de forma normal” explica Kees Venema, uno de los científicos de este grupo de investigación de la EEZ-CSIC.

Kees Venema, uno de los investigadores del grupo de Homeostasis iónica y transportadores de membrana.

Los otros dos antiportadores de membrana KEA (1 y 2) se localizan en la envoltura del cloroplasto e intervienen en procesos de osmorregulación y desarrollo del cloroplasto.

Actualmente estos científicos están caracterizando la función de estos dos transportadores de membrana para determinar cómo funciona la osmorregulación en el cloroplasto.

Referencia Bibliográfica:

Ute Armbruster, L. Ruby Carrillo, Kees Venema, Lazar Pavlovic, Elisabeth Schmidtmann, Ari Kornfeld, Peter Jahns, Joseph A. Berry, David M. Kramer, Joseph A. Berry, David M. Kramer, Martin C. Jonikas. “Ion antiport accelerates photosynthetic acclimation in fluctuating light environments”. Nature Communications 5, doi:10.1038/ncomms6439

Más información:

Kees Venema
Departamento de Bioquímica, Biología Celular y Molecular de Plantas
Estación Experimental del Zaidín (EEZ)
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
E-mail: kees.venema@eez.csic.es
Tlf.: 958 18 16 00 Ext.: 265

Unidad de Cultura Científica y de la Innovación (UCC+i)
Silvia Alguacil Martín
Estación Experimental del Zaidín (EEZ)
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
E-mail: silvia.alguacil@eez.csic.es
Tlf.: 958 18 16 00 Ext.: 262
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@EEZCSIC