Iones de calcio (Ca²⁺) son moléculas de señal importantes para transmitir información alrededor y entre las células. En las plantas, las señales de calcio están involucradas en muchos procesos, incluido el crecimiento celular, las respuestas al estrés ambiental (por ejemplo, alto contenido de sal en el suelo) y la defensa contra los microbios que causan enfermedades. La semana pasada, muchos de los investigadores que estudian las señales de calcio en las plantas se reunieron en la Encuentro Plant Calcium Signaling 2014 en Munster, Alemania.

Realmente disfruté la reunión. Fue genial escuchar acerca de la investigación actual que están realizando otros, y ver cuánto ha avanzado el área de investigación desde que se llevó a cabo la reunión anterior en 2010. En la conferencia se presentaron muchas investigaciones interesantes, pero solo voy a por mencionar algunos de mis favoritos.

Las ondas de calcio de larga distancia en las raíces de las plantas se discutieron desde la perspectiva de un biólogo (Simón Gilroy, Universidad de Wisconsin), y luego físico (mateo j evans, Centro John Innes). El grupo de investigación de Gilroy descubrió que tratar las raíces de las plantas con sal (NaCl) activa rápidamente el calcio (Ca²⁺) ondas que viajan a velocidades de alrededor de 400 µm/s desde la raíz hasta el brote (1). Los altos niveles de sal pueden ser dañinos para las plantas y es probable que la ola de calcio esté involucrada en la activación de las respuestas de estrés de toda la planta que ayudan a la planta a sobrevivir en estas condiciones. En el video a continuación, la ola se ve como un cambio de color de amarillo (niveles bajos de iones de calcio) a rojo (niveles altos de iones de calcio).

Evans luego presentó el modelo matemático que está desarrollando en base a los datos biológicos de Gilroy. Aunque el modelo es una simplificación de lo que sucedería en una planta, coincide bastante bien con los datos biológicos actuales. Usando el modelo, es posible hacer predicciones que el grupo de investigación de Gilroy ahora puede probar en plantas.

Las señales de calcio son detectadas por proteínas transportadoras de calcio que luego activan o inactivan respuestas posteriores en las células. Existen numerosas proteínas transportadoras de calcio en las plantas, agrupadas en varios tipos. Por qué las plantas necesitan tantas proteínas transportadoras de calcio es un misterio. En la reunión, Jürg Kudla (WWU Münster, Alemania) presentó datos que pueden ayudar a responder esta pregunta. Descubrió que dos proteínas de unión al calcio de diferentes familias actúan de forma sinérgica para activar una respuesta celular corriente abajo. Aunque ambas proteínas podían activar la respuesta por sí solas, se logró un nivel mucho mayor de activación cuando ambas estaban presentes.

Los investigadores tienen acceso a varias herramientas para visualizar las señales de calcio en las células. melanie krebs (Universidad de Heidelberg) habló sobre su trabajo adaptando los sensores de calcio GECO, que se desarrollaron por primera vez para su uso en células animales (2), para su expresión en varios lugares dentro de las células vegetales. Los GECO son más sensibles que otros indicadores de calcio como camaleón YC3.6. Krebs demostró que podrían usarse para visualizar algunos cambios de calcio en células individuales que solo se habían observado previamente a nivel de toda la planta/órgano.

Mis otras dos charlas favoritas fueron sobre el papel del calcio en el desarrollo de las plantas. jose feijo (Universidad de Maryland) discutió el papel del calcio en el crecimiento del tubo polínico durante la fertilización. Inmediatamente después, Alex Webb (Universidad de Cambridge) presentó su investigación sobre el papel del calcio en el reloj circadiano, el reloj interno que las plantas tienen para coordinar su crecimiento y metabolismo con el ciclo día-noche. Además de las ponencias, la conferencia contó con sesiones de pósteres donde los investigadores pudieron debatir su trabajo de forma más informal.

La reunión fue una oportunidad realmente útil para que la comunidad de investigación de la señalización del calcio en las plantas se reuniera y me gustaría agradecer al comité organizador por todo el arduo trabajo que dedicó a llevarla a cabo.

Referencias

1) Choi et al (2014) Las ondas de Ca2+ inducidas por el estrés salino están asociadas con una señalización rápida y de larga distancia de la raíz al brote en las plantas. PNAS. IDPM: 24706854
2) Zhao et al (2013) Una paleta ampliada de indicadores de Ca2+ codificados genéticamente. Central PubMed. PMID: 21903779