Esquemas de financiación del ERC: Cambiando el paradigma en la ciencia vegetal
Cada año, hay una gran expectativa cuando el Consejo Europeo de Investigación (ERC) publica la lista de científicos que han obtenido prestigiosas subvenciones para desarrollar sus ideas innovadoras. Desde 2007, esta organización de financiación de la UE ha estado apoyando a científicos excepcionales para llevar a cabo proyectos de vanguardia en cualquier campo de investigación, desde Ciencias Físicas e Ingeniería hasta Ciencias de la Vida y Ciencias Sociales y Humanidades, con el objetivo de expandir las fronteras del conocimiento humano y abordar la los mayores retos sociales del siglo XXI.
Este programa de financiación competitiva* (con una tasa de éxito estimada del 15%) ha alcanzado ya un presupuesto total de 2,172 millones de euros. Además de la excelencia científica, los candidatos talentosos también deben demostrar que sus propuestas son creativas pero factibles. Pero, ¿cuáles son las claves del éxito?
Botánica Uno conocido Débora Gasperini, científica de plantas que recientemente ganó una subvención de consolidación ERC de 2 M de euros por su propuesta de investigación sobre las estrategias de defensa que usan las plantas contra ataques de patógenos y daños físicos. En concreto, su equipo investigará el mecanismo de acción de la fitohormona jasmonato, que mantiene el equilibrio entre el crecimiento de las plantas y la respuesta al estrés.
Hola Débora, ¿puedes contarnos más sobre tu trayectoria personal y científica?
¡Hola, lectores de Michela y Botany One! Provengo de una pequeña ciudad croata en la costa adriática de Istria, donde las herencias eslava, italiana y austrohúngara se unen y se enriquecen mutuamente. Los maestros de la escuela nos alentaron a celebrar nuestros diferentes orígenes, una actitud que se realzó aún más en el United Word College of the Adriatic (Duino, Italia) que promueve la educación, la unidad y el respeto entre naciones y culturas. Durante un viaje escolar, la vista de un gel de ADN teñido con bromuro de etidio bajo la luz ultravioleta me reveló a mi yo adolescente que trabajar en un laboratorio de biología molecular era una necesidad absoluta. Por lo tanto, obtuve una licenciatura en biología y una maestría en genómica funcional de la Universidad de Trieste (Italia). Inicialmente me cautivó la inmunología, pero después de darme cuenta de que trabajar con animales o cultivos celulares no era para mí, Desarrollé una profunda pasión por la biología vegetal..
un doctorado en Simón Griffiths El laboratorio del Centro John Innes (JIC, Norwich, Reino Unido) me permitió apreciar rasgos genéticos complejos al investigar la base de la variación de la altura del trigo. luego me uní laboratorio de Edward Farmer en la Universidad de Lausanne (Suiza) como postdoctorado para estudiar la señalización de heridas en plantas, antes de fundar mi propio grupo de investigación (“Señalización de jasmonato”) en el Instituto Leibniz de Bioquímica Vegetal en Halle (Alemania) en 2016. Los miembros del equipo están estudiando los mecanismos de acción de la fitohormona Jasmonate, un regulador de las respuestas de defensa de las plantas que juega un papel clave en el protección contra insectos herbívoros, patógenos necrotróficos y heridas.
Las plantas también tienen hormonas… ¿cómo te interesaste en este tema?
Durante mi doctorado, estuve investigando los efectos de las fitohormonas en la arquitectura de las plantas, especialmente las giberelinas que promueven el crecimiento y la elongación celular. Las variedades de trigo, arroz y maíz de alto rendimiento que transformaron el mundo durante la La Revolución Verde, son todos mutantes en la biosíntesis de giberelinas o genes de señalización que hacen que las plantas sean más cortas y resistentes al acame (es decir, la flexión del tallo de la planta desde una posición vertical hacia el suelo). Ahora, nuestro objetivo es comprender el papel de los jasmonatos en la aclimatación ambiental**.
¡Las fitohormonas son increíbles! Una pizca de uno u otro puede transformar por completo la vida de una planta. Son extremadamente poderosos y actúan de formas muy sofisticadas. Son reguladores maestros de casi todo, provocando cambios masivos en dosis minúsculas en contextos celulares muy específicos.
“Para mí, las fitohormonas son como magia, y los científicos intentan desbloquear y aprovechar sus superpoderes”.
Felicitaciones por su beca ERC recientemente otorgada. En su campo de investigación, ¿qué significa “cambiar el paradigma”?
Gracias. Nuestro trabajo se centra en cómo las plantas perciben, transmiten e integran señales de estrés en el desarrollo basal para superar amenazas tales como ataques de patógenos o heridas. En concreto, estudiamos aspectos fundamentales de la vía de transducción de señales activada por jasmonato utilizando la especie modelo Arabidopsis thaliana. Esta hormona esencial se acumula en respuesta al estrés pero la activación de la vía JA a menudo se correlaciona con la inhibición del crecimiento. Curiosamente, las plantas han desarrollado mecanismos complejos para afinar el equilibrio existente entre crecimiento y defensa.
Los jasmonatos bioactivos se sintetizan a partir de ácidos grasos poliinsaturados que residen en las membranas de los cloroplastos. Aunque las vías metabólicas y de señalización están bien caracterizadas, aún se desconoce cómo se transmiten las señales de daño a los plástidos para iniciar la producción de fitohormonas. Además, la naturaleza de la señal transmitida aún no se ha resuelto, a pesar de sus funciones vitales en el mantenimiento de la aptitud de la planta (p. ej., viabilidad y fertilidad).
Se ha propuesto que los elicitores (es decir, compuestos que estimulan las respuestas de defensa) desencadenan la activación de supuestos receptores de membrana plasmática para estimular la producción de jasmonato, pero actualmente no hay evidencia genética concluyente que sustente esta hipótesis (es decir, un mecanismo basado en ligandos).
Curiosamente, nuestro grupo descubrió recientemente que los cambios en la turgencia celular inducidos por la presión osmótica pueden promover la biosíntesis de jasmonato.Mielke y otros, 2021). Este hallazgo sugiere que la transmisión de señales mecánicas a través de los tejidos y los compartimentos celulares puede dar como resultado el inicio de la biosíntesis de hormonas. En otras palabras, los cambios en la presión de turgencia pueden conducir a cambios biofísicos de las membranas plastidiales que aumentan la accesibilidad del sustrato a las enzimas de biosíntesis preexistentes. Mi equipo y yo estamos ansiosos por probar nuevas y emocionantes hipótesis en los próximos años. La subvención del ERC ahora nos permitirá verificar este cambio de paradigma mediante el uso de una variedad de enfoques interdisciplinarios.
Mirando hacia atrás, ¿cómo imaginaba su carrera científica cuando era estudiante de doctorado?
Comencé un doctorado porque disfrutaba realizar experimentos en el laboratorio y estaba ansioso por aprender tanto como fuera posible sobre la genética de las plantas. Estas razones pueden haber sido ingenuas ya que no tenía una idea clara de qué hacer después, ni si era lo suficientemente bueno como para soñar en grande, pero en ese entonces era todo lo que importaba. Estar integrado en un entorno de doctorado ambicioso pero solidario me ayudó a pensar de manera más crítica, pero aún necesitaba tener más confianza. En cuanto a muchos estudiantes de doctorado, algunos días fueron bastante intensos. Asistir a varios cursos de carrera disponibles en la escuela de posgrado fue informativo, pero no me ayudó a aclarar mi mente.
La decisión de seguir una carrera académica se materializó durante la redacción de la tesis. Descubrí disfrutar profundamente el proceso de escritura. Esto me dio la voluntad de continuar con un puesto de posdoctorado en un entorno que fomentó la creatividad y la independencia. Mirando hacia atrás a esos años de doctorado, ahora los considero entre los más decisivos para la construcción del carácter y la resiliencia.
De cara al futuro, ¿cómo visualiza los avances en su campo de investigación en 10 años?
Descubrir los mecanismos moleculares y biofísicos que gobiernan la obtención de jasmonato no solo mejorará nuestra comprensión sobre la biología de las fitohormonas del estrés y la aclimatación de las plantas, sino que también ampliará nuestro conocimiento sobre la detección mecánica y osmótica de las plantas. También estoy entusiasmado con la descodificación de las funciones específicas del tipo de célula de la vía del jasmonato en la defensa y la aclimatación al estrés, ya que pueden brindar oportunidades atractivas para aprovechar los hallazgos fundamentales para las especies de cultivos económicamente relevantes.
Además de ampliar el conocimiento a través de nuestra investigación, espero trabajar junto a jóvenes científicos y apoyarlos para que alcancen su máximo potencial. Fomentar una comunidad diversa de futuros líderes es clave para promover ideas creativas con las que abordar los desafíos que surjan.
Enlaces
Programa de trabajo del ERC 2023
Anderson, JT (2016) “La aptitud de las plantas en un mundo que cambia rápidamente, " New Phytologist, 210(1), págs. 81–87. Disponible en: https://doi.org/10.1111/nph.13693.
Mielke, S., Zimmer, M., Meena, MK, Dreos, R., Stellmach, H., Hause, B., Voiniciuc, C. y Gasperini, D. (2021) “La biosíntesis de jasmonato que surge de las paredes celulares alteradas es impulsada por la compresión mecánica impulsada por la turgencia, " Science Advances, 7(7), pág. eabf0356. Disponible en: https://doi.org/10.1126/sciadv.abf0356.
