Un equipo de investigadores del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP- UPM-INIA) y el Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis (CSIC) ha dado un paso significativo en la comprensión de cómo las plantas enfrentan el desafío de la alta salinidad. Este avance se ha logrado a través de una nueva técnica de microscopía que permite observar a nivel celular los mecanismos de protección contra el exceso de sodio.
El estudio, publicado en la prestigiosa revista Nature, ha identificado la función crucial de una proteína vegetal, conocida como SOS1, en la tolerancia a la salinidad. Este descubrimiento es fundamental para desarrollar soluciones biotecnológicas ante el creciente problema del aumento de sal en los suelos agrícolas, un fenómeno exacerbado por la expansión del riego y las condiciones climáticas más secas.
Innovadora técnica para un problema antiguo
La investigación se benefició de la combinación de una innovadora técnica denominada CryoNanoSIMS (Cryo Nanoscale Secondary Ion Mass Spectrometry), desarrollada en Suiza, que permite realizar análisis elementales con resolución subcelular. Priya Ramakrishna, investigadora principal del estudio y asociada a la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne y la Universidad de Lausanne, destacó que esta técnica fue clave para el análisis detallado de la distribución subcelular de SOS1.
Además del CBGP y el CSIC, el estudio contó con la colaboración de varias instituciones suizas, incluyendo la Escuela Politécnica Federal de Lausanne, la Universidad de Lausanne y la ETH de Zúrich.
SOS1: La proteína esencial
En el contexto agrícola, el agua utilizada para riego contiene sales que se acumulan en las capas superiores del suelo tras la evaporación. Entre estas sales, los iones de sodio son especialmente problemáticos debido a su toxicidad al competir con los iones de potasio, vitales para las plantas.
José M. Pardo, investigador del CSIC en el IBVF, explicó que SOS1 es responsable del transporte específico del sodio a través de las membranas celulares. Esta proteína no solo expulsa sodio acumulado hacia el suelo, sino que también lo distribuye entre diferentes órganos vegetales mediante el sistema conductivo.
Nuevas perspectivas para la biotecnología
Otro mecanismo clave en la tolerancia a la salinidad es el almacenamiento de iones de sodio en vacuolas celulares. Francisco Gámez-Arjona, también investigador del CSIC en el IBVF, señaló que este estudio ha demostrado que SOS1 juega un papel fundamental en este proceso, especialmente en tejidos poco diferenciados donde aún no existe un sistema conductivo eficaz.
Francisco J. Quintero, director del estudio en el IBVF, afirmó que estos hallazgos refuerzan la importancia conocida de SOS1 en la tolerancia salina y abren nuevas vías para su aplicación biotecnológica. Se plantea investigar cómo se controla el direccionamiento de SOS1 hacia diferentes membranas celulares y cómo esta nueva función puede ser aprovechada para mejorar la capacidad detoxificante de las plantas bajo estrés salino.
Clara Sánchez, investigadora del CSIC en el CBGP-UPM-INIA, concluyó que este trabajo es un claro ejemplo de cómo los avances en técnicas analíticas pueden contribuir significativamente a nuestra comprensión sobre procesos biológicos complejos.
Publicación Original:
Ramakrishna, P., Gámez-Arjona, F.M., Bellani, E., Martin-Olmos, C., Escrig, S., De Bellis, D., De Luca, A., Pardo, J.M., Quintero, F.J., Genoud, C., Sánchez-Rodriguez, C, Geldner, N., Meibom, A. 2025. Elemental cryo-imaging reveals SOS1-dependent vacuolar sodium accumulation. Nature 1–6. DOI: 10.1038/s41586-024-08403-y
Preguntas sobre la noticia
¿Qué revela la nueva técnica de microscopía sobre las plantas y la salinidad?
La nueva técnica de microscopía permite observar a escala celular cómo las plantas se protegen frente al exceso de sodio, revelando el papel crucial de la proteína SOS1 en la tolerancia a la alta salinidad.
¿Cuál es la importancia de la proteína SOS1?
SOS1 es fundamental para el transporte de sodio a través de las membranas biológicas y ayuda a expulsar el sodio acumulado en las células, además de ser clave en el secuestro de iones de sodio en vacuolas celulares.
¿Cómo afecta la salinidad a las plantas?
El exceso de sales, especialmente los iones de sodio, puede ser tóxico para las plantas ya que compiten con los nutrientes esenciales como el potasio, afectando su crecimiento y desarrollo.
¿Qué implicaciones tiene este estudio para la biotecnología?
Los hallazgos abren nuevas vías para investigar cómo aumentar la capacidad detoxificante de las plantas sometidas a estrés salino, lo que podría ayudar a desarrollar soluciones biotecnológicas ante el problema creciente de salinidad en suelos agrícolas.
¿Quiénes participaron en este estudio internacional?
El estudio fue realizado por un equipo del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP- UPM-INIA) y el Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis (CSIC), junto con varias instituciones suizas como la Escuela Politécnica Federal de Lausanne y la Universidad de Lausanne.
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