Descubren proteína clave que podría transformar la defensa de cultivos agrícolas

En un hallazgo tras tres décadas de investigación, científicos de la Universidad Rutgers y el Laboratorio Nacional de Brookhaven identificaron detalladamente la estructura interna y los mecanismos de regulación de una enzima vegetal crucial. Este avance representa un paso significativo lo que abre la puerta a innovadoras herramientas para proteger cultivos agrícolas de enfermedades devastadoras.

Avanzando en el estudio, publicado en Nature Communications, el equipo liderado por Eric Lam (Rutgers University-New Brunswick) y Qun Liu (Brookhaven National Laboratory) se centró en la metacaspasa 9. Una enzima específica de las plantas involucradas en la muerte celular programada, un proceso mediante el cual las células mueren intencionalmente para mantener la salud del organismo.

Basándose en técnicas avanzadas de cristalografía de rayos X y simulaciones moleculares en el National Synchrotron Light Source II, los investigadores lograron obtener la imagen más precisa hasta ahora de esta proteína. Este avance permitió observar cómo la metacaspasa 9 cambia de forma en entornos ácidos, condición fundamental para su activación.

Según Liu, "comprender la forma y modo de activación de la metacaspasa 9 significa que ahora podemos diseñar herramientas para proteger a las plantas de enfermedades y estrés ambiental". Los investigadores ya han presentado una patente provisional para tecnologías derivadas de este descubrimiento.

Además, desarrollaron variantes hiperactivas de la enzima, capaces de ser utilizadas por genes vegetales para generar resistencia a enfermedades como el mildiu y las royas. Esta estrategia podría ofrecer nuevas soluciones ante la limitada eficacia de los fungicidas actuales y las preocupaciones ambientales asociadas.

La relación con enfermedades causadas por necrotróficos como el hongo Sclerotinia sclerotiorum, son responsable de la pudrición blanca en plantas. El conocimiento profundo de la enzima permitiría diseñar productos agrícolas que inhiban su acción sin dañar animales ni el medioambiente. "Podrían usarse en agricultura para detener necrotróficos dañinos, resultando en tratamientos más seguros y eficaces", afirmó Lam.

Finalmente, el estudio contó con la participación de Zhili Pang (Rutgers), Haijiao Liu y Max Henderson (Brookhaven/Stony Brook), y Qinfang Zhang (Stony Brook). Fue financiado por el Departamento de Energía de EE. UU. y la Fundación Nacional de Ciencias.