El treball dirigit per investigadors del CSIC al CRAG, amb participació del CNIO, La Salle Barcelona, la UB i l'ATM de Texas (EUA), ha utilitzat una tècnica innovadora mitjançant sondes per visualitzar els telòmers de les plantes a nivell cel·lular en un òrgan intacte de la planta. Els resultats, publicats a Cell Reports, posen en relleu la universalitat del paper dels telòmers en l'envelliment dels éssers vius, inclosos plantes i animals.
Des de fa anys es coneix el paper dels telòmers en les cèl·lules de mamífers. Se sap que aquestes seqüències d'ADN no codificant, que es troben en cada un dels extrems dels cromosomes, protegeixen aquests últims i asseguren la correcta divisió cel·lular. A més, les cèl·lules més "joves" tenen telòmers més llargs, i a mesura que aquestes es divideixen, els telòmers s'escurcen fins que ja no permeten noves divisions cel·lulars. Aquest procés d'escurçament de telòmers també s'ha associat al càncer, el que posa de manifest les importants implicacions d'aquestes estructures, no només en envelliment sinó també en el camp de l'oncologia o altres malalties associades a l'edat.
No obstant això, fins a la data poc es coneixia sobre el paper dels telòmers en processos essencials de la fisiologia de les plantes, com el creixement. El motiu era simple: no s'havien desenvolupat les tecnologies necessàries per a poder visualitzar i mesurar els telòmers a nivell cel·lular en aquests organismes.
Ara, un treball liderat per la investigadora del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) Ana Caño-Delgado, al Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG), amb la participació del Grup de Telòmers i Telomerasa dirigit per María Blasco al Centre Nacional d'Investigacions Oncològiques (CNIO), descriu el desenvolupament d'una innovadora tecnologia que permet el seguiment dels telòmers a nivell cel•lular en plantes. La tècnica demostra per primera vegada el paper d'aquestes estructures en el desenvolupament de les plantes i la seva longevitat.
El treball, que es publica a Cell Reports, és resultat d'un esforç interdisciplinari en què també han participat enginyers del Grup de Recerca en Tecnologies Mèdia de La Salle Campus Barcelona (Universitat Ramon Llull) i físics de la Universitat de Barcelona (UB) juntament amb la Universitat de Texas (ATM , EUA).
CREIXEMENT AL LLARG DE TOTA LA VIDA
A diferència dels animals, les plantes creixen durant tota la seva vida. Això és possible gràcies als meristemes, teixits de cèl·lules indiferenciades que es troben en els extrems de les tiges, i al nínxol de cèl•lules mare situat a la base de l'arrel. Són aquests dos òrgans els que proveeixen la planta de noves cèl·lules i li permeten créixer al llarg de tota la seva vida.
Segons indica Mary-Pau González-García, primera autora del treball, les cèl·lules amb telòmers més llargs són precisament les del nínxol de cèl•lules mare i les dels meristemes. És també en aquestes regions on l'enzim telomerasa (aquella que permet l'allargament dels telòmers) està activa, mentre que en teixits diferenciats com les fulles o les branques no presenta activitat.
"Veiem que els telòmers i la telomerasa són essencials per a la renovació de les cèl·lules mare en els meristemes i per al creixement de la planta", explica Ana Caño, i afegeix: "les plantes sense telomerasa activa, en les quals els telòmers s'escurcen de forma anormal, esgoten totes les seves reserves de cèl•lules mare en poc temps i deixen de créixer". Els resultats revelen una relació essencial entre la longitud dels telòmers, les cèl·lules mare i la longevitat d'aquests organismes.
PLANTES PER BUSCAR NOUS FÀRMACS
Segons indiquen els investigadors que han dut a terme el treball, els resultats permetran investigar per què els arbres poden arribar a viure milers d'anys, i obren noves vies per entendre el càncer i l'envelliment.
Així mateix, María Blasco indica: "l'avanç de poder mesurar els telòmers a nivell cel•lular en plantes és molt important ja que demostra la universalitat de la tecnologia i de la funció dels telòmers, i ofereix la possibilitat d'utilitzar plantes per buscar compostos que regulin els telòmers en cèl•lules animals, que podrien tenir utilitat terapèutica en malalties associades a l'envelliment, inclòs el càncer".
Per a la investigació, realitzada amb l'arrel d'Arabidopsis thaliana, planta model de laboratori, s'ha comptat amb una tecnologia innovadora per a la visualització dels telòmers en cèl•lules individuals. Es tracta d'una adaptació del telomapping, tècnica desenvolupada per l'equip de Maria Blasco al CNIO per estudiar els telòmers en cèl•lules de mamífers
Els enginyers de La Salle i els físics de la UB han col·laborat a nivell computacional en el desenvolupament d'algoritmes per a l'anàlisi d'imatges de plantes intactes on s'observen els telòmers dins el nucli de les cèl·lules.
El treball ha comptat amb finançament del Ministeri d'Economia i Competitivitat, l'organització Human Frontiers Science Program, la Unió Europea i la Fundació Botín.
Article de referència:
Single-Cell Telomere-Length Quantification Couples Telomere Length to Meristem Activity and Stem Cell Development in Arabidopsis. Mary-Paz González-García, Irina Pavelescu, Andreés Canela, Xavier Sevillano, Katherine A. Leehy, Andrew D.L. Nelson, Marta Ibañes, Dorothy E. Shippen, Maria A. Blasco, Ana I. Caño-Delgado. Cell Reports (2015) http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2015.04.013