Una proteína de andamio maneja la biosíntesis de los metabolitos de defensa esteroideos en las plantas

Área de la Ciencia:

• Bioquímica y biología molecular de las plantas
• Biosíntesis de productos naturales
• Entomología agrícola

Sus antecedentes:

• Las plantas de las solanáceas sintetizan valiosos glicolcalóides esteroideos y saponinas esteroideas a partir del colesterol.
• Los intentos anteriores de producción heteróloga de estos compuestos no han tenido éxito a pesar de la identificación de genes biosintéticos individuales.
• La vía biosintética completa y los mecanismos reguladores siguen siendo en gran medida desconocidos.

Objetivo del estudio:

• Para identificar el componente que falta en la vía de biosíntesis de productos naturales esteroideos en las solanáceas.
• Investigar el papel de los genes identificados en la producción de alcaloides y saponinas esteroideas.
• Para explorar la función ecológica de las saponinas esteroideas en la defensa de las plantas.

Principales métodos:

• Identificación y caracterización de una nueva proteína parecida a la celulosa involucrada en la biosíntesis esteroide.
• Estudios de eliminación genética en solanáceas negras (Solanum nigrum) para evaluar la función de la proteína identificada.
• Análisis de perfiles de compuestos esteroideos en plantas de tipo silvestre y knockout.
• Evaluación de la resistencia de los insectos en las plantas eliminadoras en comparación con las de tipo silvestre.

Principales resultados:

• Se identificó una proteína similar a la celulosa sintasa como un componente crucial que interactúa con las primeras enzimas de la vía esteroidea.
• El nocaut de este gen en Solanum nigrum resultó en una ausencia completa tanto de alcaloides esteroideos como de saponinas esteroideas.
• Se encontró que las saponinas esteroideas disuaden a las principales plagas de insectos agrícolas, lo que indica un papel ecológico significativo.

Conclusiones:

• La proteína similar a la celulosa identificada es esencial para la producción de andamios esteroideos en las solanáceas.
• Este descubrimiento proporciona el eslabón perdido para la ingeniería de la biosíntesis de moléculas esteroideas de alto valor.
• Las saponinas esteroideas juegan un papel vital en la defensa de las plantas contra los insectos herbívoros.