La investigadora del Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares de la Universidad de Santiago de Compostela (CiQUS), Beatriz Orosa, ha iniciado el proyecto SynUbL, que se centra en el desarrollo de cultivos más resistentes a enfermedades. A lo largo del tiempo, las plantas han desarrollado un sofisticado mecanismo de defensa para enfrentar ataques de diversos patógenos, como hongos y bacterias. Un componente clave en esta estrategia es la ubiquitina, una pequeña proteína que actúa como etiqueta molecular, permitiendo a las plantas modular su respuesta inmune.
Al unirse a otras proteínas, la ubiquitina altera su destino, marcándolas para ser degradadas o dándoles nuevas funcionalidades, lo que las células utilizan para activar o regular su respuesta inmune. El proyecto SynUbL se enfoca en la ligasa E3, unas enzimas que identifican con gran precisión qué proteínas deben ser marcadas con ubiquitina, garantizando que este proceso sea controlado y selectivo.
Investigación sobre la inmunidad vegetal
Beatriz Orosa ha dedicado años al estudio de la inmunidad en plantas, particularmente al sistema de ubiquitinación. Su objetivo es comprender los mecanismos fundamentales mediante los cuales las plantas regulan la amplitud y la intensidad de sus respuestas inmunitarias. Gracias a una subvención del Consejo Europeo de Investigación (ERC), Orosa explica: “Vamos a investigar cómo las plantas han mejorado su respuesta defensiva contra nuevos patógenos a lo largo de la evolución utilizando el camino de la ubiquitina y aplicar este conocimiento para crear enzimas sintéticas que ayuden a mejorar la respuesta de los cereales ante patógenos aún susceptibles”. La inmunidad natural de las plantas es altamente eficiente; sin embargo, los patógenos evolucionan constantemente y, en ocasiones, logran eludir estas defensas.
Para llevar a cabo esta investigación, se utilizará como modelo el hongo ferruxe de cebada, conocido por causar importantes pérdidas en los cultivos al formar pústulas rojizas en las hojas. El equipo estudiará cómo se activan las ligasas E3 durante la respuesta inmune de la planta y las tácticas moleculares empleadas por el hongo para desactivar estas defensas. Además, el proyecto SynUbL pretende ir más allá al aplicar técnicas de biología sintética para diseñar nuevas ligasas E3 capaces de activar la inmunidad vegetal bajo demanda y eliminar las proteínas del patógeno que bloquean dicha defensa.
Afrontando amenazas agrícolas
Las enfermedades que afectan a los cultivos representan una amenaza creciente para la seguridad alimentaria: se estima que plagas y patógenos provocan pérdidas de hasta el 40% en la producción agrícola anualmente. Mejorar la capacidad natural de las plantas para defenderse se presenta como una alternativa sostenible y efectiva frente al uso masivo de pesticidas. Sin embargo, los mecanismos moleculares que regulan esta inmunidad son aún poco conocidos, lo que dificulta su aprovechamiento para desarrollar cultivos más resistentes.
"Siempre me ha fascinado la capacidad de las plantas para percibir, anticipar y responder rápidamente a cambios ambientales y patógenos", señala Orosa. Junto a su grupo de investigación, llevará adelante este proyecto durante los próximos cinco años en el CiQUS, un centro respaldado por financiación europea a través del Programa Galicia FEDER 2021-2027.
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