Patenten un mètode per a activar la resistència a la sequera de les plantes

Científics de l’Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (CSIC-UPV) i de l’Institut de Química Física Rocasolano (CSIC) disparen l’activació d’una fitohormona amb tècniques genètico-químiques

Un fàrmac per a activar la resistència de les plantes de collita a la sequera. És el que han desenvolupat científics de l’Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes (IBMCP), centre mixt del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Politècnica de València (UPV), i de l’Institut de Química Física Rocasolano (IQFR), també del CSIC. Es tracta d’un mecanisme per a activar a voluntat la senyalització de l’hormona vegetal anomenada àcid abscísic, clau en la resposta adaptativa de les plantes a l’estrés hídric. En aquest treball s’apliquen tècniques de la biomedicina a la biotecnologia agrícola, la qual cosa ha donat lloc a una patent. Els resultats es publiquen en Science Advances.

L’àcid abscísic (conegut com ABA) és una hormona vegetal amb importants funcions dins de la fisiologia de les plantes. Participa en processos del desenvolupament i creixement, així com en la resposta adaptativa a l’estrés. Així, l’adaptació de les plantes a situacions d’estrés provocades per dèficit hídric pot afavorir-se mitjançant l’activació d’aquesta fitohormona. En aquest projecte, els equips liderats per Pedro Luis Rodríguez a l’IBMCP de València i Armando Albert a l’IQRF de Madrid, van desenvolupar un mètode genètico-químic per a activar aquesta ruta de manera induïble i sense penalitzar el creixement de les plantes.

Basant-se en l’estructura atòmica de les proteïnes implicades i utilitzant tècniques d’enginyeria genètica, els investigadors del CSIC han creat un receptor modificat d’ABA que s’activa mitjançant una molècula mimètica, denominada iSB09. Segons els resultats del seu estudi, publicats ara en la prestigiosa revista Science Advances, plantes portadores d’aquest receptor modificat i tractades amb iSB09 presenten gran tolerància a la sequera. “Aquesta combinació activa eficientment la ruta de l’ABA i genera protecció en posar en marxa els mecanismes adaptatius de la planta”, assegura Pedro Luis Rodríguez, de l’IBMCP (CSIC-UPV). “Individualment, la molècula iSB09 també permet reduir la pèrdua d’aigua per transpiració en plantes de tomaca”, puntualitza.

“És la primera vegada que es modifica un receptor de l’ABA en plantes de collita per a adaptar-lo a una molècula mimètica de la fitohormona”, sosté Armando Albert, de l’IQRF-CSIC. “Aquesta molècula presenta major persistència que la pròpia hormona ABA, que té una vida mitjana curta, i pot afegir-se en el moment precís per a protegir la planta davant situacions de sequera”, explica l’investigador del CSIC.

Desenvolupar fàrmacs contra la sequera

Segons l’estudi, aquesta combinació permet reduir la dosi de productes agroquímics utilitzats en plantes de cultiu, perquè la combinació amb el receptor modificat potència l’efecte de la molècula. “El nostre objectiu és millorar la resistència de les plantes a la sequera i fins i tot, en casos extrems, permetre la seua supervivència fins que es restaure el reg”, revela Pedro Luis Rodríguez. “L’objectiu és desenvolupar fàrmacs contra la sequera aplicant l’avançat coneixement molecular desenvolupat en el món vegetal”, remarca.

Per a fer aquest treball, els investigadors del CSIC han utilitzat estratègies aplicades prèviament en el camp de la Biomedicina (conegudes com a ‘descobriments de fàrmacs’ o drug discovery), però en aquest cas traslladades a la biotecnologia agrícola. El mètode ha sigut protegit mitjançant una patent de titularitat CSIC-UPV, al ser l’Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes un centre mixt.

Segons els investigadors, “la molècula iSB09 haurà de passar estudis de seguretat alimentària com qualsevol agroquímic, una cosa de la qual s’encarregarà l’empresa que explote aquesta molècula. La introducció del receptor modificat, com tota modificació genètica, està pendent de canvis en la legislació europea, per exemple, l’acceptació de la tècnica CRISPR en biotecnologia agrícola. Però les empreses poden utilitzar aquest abordatge en altres països on estiga permés”.

Referència:

Lozano-Juste et al., Structure-guided engineering of a receptor-agonist pair for inducible activation of the ABA adaptive response to drought, Sci. Adv. 9, eade9948 (2023). DOI: 10.1126/sciadv.ade9948