Estudiamos las raíces de las plantas observando sus etapas de desarrollo, condiciones fisiológicas y su biología celular. El advenimiento de proteínas fluorescentes y el poder de la microscopía confocal nos han permitido rastrear los procesos de desarrollo como la división celular, elongación, diferenciación y cambios en las respuestas hormonales vitales. Los procesos rápidos como el gravitropismo y el fototropismo son realmente difíciles de seguir con precisión. En estos casos, es indispensable realizar un seguimiento de las raíces de las plantas a lo largo del tiempo. Hasta ahora, las técnicas microscópicas adaptadas nos han permitido montar las muestras en posición horizontal. Sin embargo, esto puede dificultar el crecimiento regular de las raíces y afectar el gravitropismo. Además, la raíz de una planta crece continuamente, lo que dificulta el seguimiento de su crecimiento a lo largo del tiempo, ya que el enfoque del microscopio debe ajustarse manualmente.

Primordios de raíces laterales que expresan GFP-marcador de membrana plasmática UBQ10::YFP-PIP1;4 y marcador RFP-nuclear UBQ10::H2B-RFP
Figura: Primordios de raíces laterales que expresan el marcador de membrana plasmática GFP UBQ10::YFP-PIP1;4 y el marcador nuclear RFP UBQ10::H2B-RFP. Imagen publicada en el artículo de TipTracker.

Del estudio de la planta modelo Arabidopsis thaliana, sabemos que se requieren datos tanto espaciales como temporales para explicar cualquier fenómeno en el desarrollo de la raíz. Un número sustancial de genes que están activos durante ciertas etapas de desarrollo tienen patrones de expresión espacial específicos. Por ejemplo, Interruptor de ciclo celular 52A 1 (CSS52A1) se expresa exclusivamente en la zona de transición, pero no se expresa en absoluto en la región meristemática. Los eventos importantes requieren observaciones temporales durante un cierto tiempo, por ejemplo, gravitropismo (minutos), división celular (horas) y diferenciación (días).

Jiri Friml y su equipo trató de resolver estos problemas. Acaban de publicar (Wangenheim et al., 2017) su nuevo enfoque microscópico junto con un programa basado en MATLAB®, Rastreador de propinas, en bioRxiv (y ahora eLife). Este nuevo sistema ayudará a los investigadores a seguir el crecimiento vertical de las puntas de las raíces a través de imágenes de lapso de tiempo y, finalmente, reconstruir la trayectoria de cada una de las puntas de las raíces y calcular el crecimiento de las raíces a lo largo del tiempo. Utilizaron el marcador de membrana plasmática, UBQ10:: YFP-PIP1;4, para confirmar la eficacia del software, KNOLLE específico de placa celular para observar la división celular y el marcador de respuesta de auxina DII Venus para seguir el gravitropismo. Además, probaron este enfoque en especies no vegetales, como los embriones de pez cebra.

Esta es una excelente plataforma para estudiar extensamente el desarrollo de las raíces de las plantas. También han hecho que TipTracker sea compatible para interactuar con otros programas microscópicos comerciales. Lo mejor es que el código fuente está disponible públicamente. Por lo tanto, cualquier laboratorio o individuo puede modificarlo y fusionarlo con su sistema.