Una noticia conocida es que Los biólogos han encontrado el gen para… Pero a veces la historia es más complicada. Carl Procko y sus colegas han utilizó herramientas de edición de genes CRISPR para modificar las plantas Venus Flytrap por primera vez, como se informó en Current Biology. Al mutar genes desencadenantes del cabello, su objetivo era desentrañar cómo estas plantas carnívoras sienten el contacto de sus presas para cerrar sus trampas. Comprender la biología podría permitir una mejor comprensión de la señalización en muchas plantas.
Venus Flytraps ha desarrollado una biología ingeniosa para convertir sus hojas en trampas para atrapar insectos presa. Los pelos gatillo que sobresalen de las hojas sienten el toque de los insectos que aterrizan. Esto inicia señales eléctricas que hacen que los dos lóbulos se cierren alrededor de la víctima en una fracción de segundo.
Procko y sus colegas examinaron dos genes llamados Cazamoscas 1 y 2. Los genes parecen estar conectados con el Venus atrapamoscas sistema de señalización. Los científicos decidieron investigar cómo los genes contribuyen a los sentidos de la planta al desactivarlos. Utilizando un método de edición de genes, CRISPR-Cas9, pudieron desactivar los genes y ver qué pasó con las plantas.
Al principio se encontraron con un pequeño problema. Usaron una pipeta conectada a un micromanipulador. Con esto, pudieron doblar los pelos gatillo de la planta entre 5° y 30°. Descubrieron que no podían detectar diferencias entre las plantas estándar y los mutantes sin FLYCATCHER 1. Este resultado fue un problema. Procko y sus colegas escriben.
La falta de una diferencia detectable en moscac1 Las hojas mutantes en nuestro duro ensayo basado en el tacto pueden deberse a que la desviación de los pelos gatillo es lo suficientemente grande como para superar cualquier defecto sutil en la pérdida sensorial. De hecho, el disparador es extremadamente sensible y puede detectar una desviación angular de sólo unos pocos grados. Como tal, para evaluar con mayor precisión la capacidad de la hoja para responder a la estimulación mecánica, desarrollamos un nuevo ensayo basado en ultrasonido. Se colocaron trampas abiertas y separadas con un lóbulo de la hoja apoyado sobre un gel de ultrasonido encima de un transductor de 2 cm de diámetro. Luego se aplicó estimulación mecánica en forma de ondas de ultrasonido mecánicas pulsadas de presión negativa máxima (PNP) creciente hasta que la trampa se cerró.
Procko et al. 2023
Los resultados mostraron atrapamoscas con genes mutados que activaban el cabello aún podían cerrarse cuando los insectos se posaban sobre ellos. Sin embargo, necesitaban pulsos de ultrasonido más fuertes para cerrarse en comparación con las plantas normales. Esta sugerencia MOSQUERO Los genes contribuyen a la sensación táctil, pero no son los únicos responsables de ella. En vez de MOSQUERO Como los genes son los genes de las señales de las trampas, parece haber redundancia con otros genes no identificados involucrados. Esta redundancia es un enigma, dicen Procko y sus colegas:
¿Por qué la Venus atrapamoscas requeriría múltiples canales iónicos mecanosensoriales para detectar el tacto de sus presas? Quizás los altos niveles de redundancia entre los canales mecanosensoriales sean importantes para generar un sistema sensorial robusto necesario para la captura de presas. Este sistema es importante para apoyar la adquisición de nutrientes en los suelos pobres en nutrientes en los que crece la planta. De hecho, el pelo del gatillo es exquisitamente sensible y puede responder a la fuerza de presas muy pequeñas, como las hormigas.
Procko et al. 2023
Estos hallazgos no sólo desentrañan la biología de Venus atrapamoscas sino que demuestran el potencial de modificar genéticamente estos carnívoros únicos por primera vez utilizando CRISPR. Es poco probable que Procko y sus colegas estén haciendo esto con la intención de diseñar trampas para moscas más efectivas en el futuro, a menos que les hayan desagradado seriamente los científicos del laboratorio de al lado. Sin embargo, el tiempo de reacción extremo en la señalización de Venus Flytrap lo hace adecuado para probar cómo reaccionan las plantas a su entorno.
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Procko, C., Wong, WM, Patel, J., Mousavi, SAR, Dabi, T., Duque, M., Baird, L., Chalasani, SH y Chory, J. (2023) “Análisis mutacional de canales iónicos mecanosensibles en la planta carnívora Venus atrapamoscas, " Current Biology, 33(15), págs. 3257-3264.e4. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.06.048.
Portada: Venus atrapamoscas. Imagen: Canva.
