Fluorecer ante la adversidad: Diseño y uso de sensores para comprender el transporte

Abstract

El nitrógeno (N) es fundamental en el desarrollo y crecimiento de las plantas. Por lo cual, no es de extrañar que en cultivos agrícolas se incorporen altas concentraciones de N suplementados en forma de fertilizantes. Sin embargo, la cantidad de N en exceso presente en los fertilizantes son mayoritariamente lixiviados a las aguas subterráneas contaminando una de las mayores fuentes de agua potable y generando uno de los mayores problemas para el medio ambiente y la salud pública. Debido a su importancia, comprender la asimilación, el transporte, y la biosíntesis de compuestos nitrogenados es crucial para la mejora de plantas. Muchos de los procesos biológicos y metabólicos a nivel celular y subcelular en los diferentes órganos/tejido/células/compartimentos en las plantas siguen siendo desconocidos, debido a que aún no tenemos herramientas que nos permitan monitorear dichos procesos a tiempo real. La asimilación de nitrógeno inorgánico y orgánico es un proceso complejo que involucra numerosos sistemas de transportadores presentes en las membranas celulares de las plantas. Estos transportadores de baja/alta afinidad y baja/alta capacidad han sido estudiados en diferentes modelos experimentales en plantas, sin embargo, aún se desconoce cómo es la distribución a lo largo de la planta, así como su modus operandi en cada tipo celular o compartimento intracelular. En el presente trabajo, proponemos el diseño y uso de biosensores radiométricos duales con proteínas fluorescentes en diferentes compartimentos subcelulares, valiéndonos de conocimientos previos en sensores de glutamato en plantas dentro de diferentes compartimentos celulares (Castro-Rodríguez et al., 2021). Entre los candidatos para generar estos biosensores, están el transportador de amonio PpAMT1.3 (Castro-Rodríguez et al., 2016) y la permeasa de aminoácido PpAAP1 de Pinus pinaster (Llebrés et al., 2022), modelo experimental de plantas arbóreas con gran interés ecológico y económico.