Las plantas, al igual que los seres humanos, pueden mostrar signos de debilidad ante la falta de agua. Cuando se encuentran deshidratadas, sus hojas se marchitan y sus tallos pierden firmeza, pero con un riego adecuado, recuperan rápidamente su vigor. Este fenómeno observable es reflejo de un delicado equilibrio a nivel celular, que es esencial para la rigidez y la resistencia de las plantas.
La estructura de soporte de una planta se basa en una interacción compleja entre dos componentes fundamentales: la pared celular, que ofrece resistencia y flexibilidad, y la vacuola, un compartimento celular grande lleno de agua que actúa como un globo de presión, empujando contra la pared celular. Este equilibrio de presiones entre el interior y el exterior de la vacuola otorga a las plantas la fuerza y capacidad para crecer erguidas sin colapsar bajo su propio peso.
Protección de la vacuola ante daños celulares
Sin embargo, este equilibrio puede verse comprometido cuando la pared celular sufre daños, lo que puede provocar la ruptura de la vacuola y, consecuentemente, la muerte celular. Aunque los mecanismos de reparación rápida de la pared celular han sido objeto de numerosos estudios, el funcionamiento interno de la vacuola y su protección ante cambios bruscos de presión no están completamente comprendidos.
Con el objetivo de arrojar luz sobre este mecanismo, un equipo de investigación liderado por el Dr. Yasin Dagdas ha llevado a cabo un estudio utilizando análisis genéticos y funcionales en dos especies de plantas: Marchantia polymorpha y Arabidopsis thaliana. Este equipo ha identificado un mecanismo de control de calidad conservado, mediante el cual el daño en la pared celular activa la conjugación de la molécula ATG8 a la membrana de la vacuola, un proceso denominado ATG8ylación.
Los hallazgos fueron publicados en la revista Nature Plants. Durante su estudio, el equipo demostró que ATG8, que normalmente se encuentra en pequeños vesículas celulares encargadas de la autofagia, se reubica rápidamente en la membrana de la vacuola tras la alteración de la pared celular. Resulta crucial destacar que cualquier alteración en este proceso interfiere con la reubicación de ATG8, lo que provoca la ruptura de la vacuola y la muerte celular.
El equipo de investigación tiene como objetivo profundizar en cómo las células vegetales detectan el daño en la pared celular, así como en el mecanismo exacto por el cual la conjugación de ATG8 protege la integridad vacuolar. Según Jose Julián, coautor del estudio y becario postdoctoral en el laboratorio de Dagdas, “desentrañar este proceso será esencial para comprender cómo las células vegetales se protegen de perturbaciones externas, tales como patógenos y agresiones ambientales”.
Además, el equipo pretende investigar si ATG8 contribuye a la elasticidad de la membrana vacuolar, permitiendo que esta se adapte a las diferencias de presión, o si, por el contrario, ATG8 interviene en el aislamiento y la eliminación de secciones dañadas de la membrana.
Más información: ATG8ylation of vacuolar membrane protects plants against cell wall damage, Nature Plants (2025). DOI: 10.1038/s41477-025-01907-z
Proporcionado por el Instituto Gregor Mendel de Biología Molecular de Plantas
