Premio en Londres

Un trabajo que combina dos técnicas para estudiar una única célula vegetal viva, mereció un premio en el Congreso Internacional de Sistemas Biológicos y Bioingeniería, realizado en Londres en julio de 2012. Sus autores: Rosa Erra-Balsells, profesora de la Facultad, e Hiroshi Nonami, de la Universidad Ehime, del Japón.

La combinación de la técnica de espectrometría UV-MALDI, que tiene muy alta sensibilidad, con un sistema de obtención de cantidades muy pequeñas de una solución, permitió monitorear los metabolitos presentes en una sola célula vegetal viva, sin tener que extraerla químicamente de la planta. Mediante una suerte de biopsia, el método permite conocer en detalle qué le sucede a una planta viva, sin deshidratarla y destruirla. El trabajo que da cuenta de este desarrollo acaba de recibir un premio en el Congreso Internacional de Sistemas Biológicos y Bioingeniería, realizado en Londres en julio de 2012. Sus autores son Rosa Erra-Balsells, profesora de Exactas, e Hiroshi Nonami, de la Universidad Ehime, del Japón.

“En este trabajo hemos combinado la espectrometría de masa MALDI que permite hacer análisis de cantidades muy pequeñas de sustancias, con una sonda llamada Pressure Probe, que puede tomar picolitros de una solución, es decir, la millonésima parte de un mililitro”, explica Erra-Balsells, investigadora en el Departamento de Química Orgánica de Exactas. La sonda es un capilar de cuarzo –muy fino, del orden de los nanómetros–, que, al pinchar la célula, permite succionar de ella volúmenes controlados de sustancia. Todo el proceso puede seguirse en la pantalla de un monitor.

La técnica de espectrometría UV-MALDI fue creada por el japonés Koichi Tanaka, en la empresa Shimazdu, quien obtuvo por ello el Nobel de Química 2002; y se basa en una reacción fotoquímica con radiación ultravioleta, que permite llevar las moléculas grandes al estado gaseoso sin que se descompongan. Desde 1995, Erra-Balsells viaja todos los años a Japón para trabajar con la técnica, en el marco de un convenio entre la Facultad y la Universidad de Ehime, donde funcionan los equipos. Incluso, ha compartido la autoría de algunos artículos con Tanaka.

“Con estas dos técnicas se puede monitorear en la planta viva, por ejemplo, los cambios químicos producidos en las células a causa de distintos tipos de estrés, como la escasez de agua, las bajas temperaturas, la falta de luminosidad o la invasión de patógenos”, afirma Erra-Balsells. En otras palabras, se pincha y se estudia una célula, mientras ésta sigue viva en la planta.

“Lo interesante –recalca la investigadora– es que este análisis puede hacerse sin destruir tejido”. Además, se puede no sólo con células superficiales sino también con capas más profundas”. Dado que es posible medir con precisión el volumen que se toma, se puede conocer en detalle qué compuestos hay en la célula y también qué cantidad. El equipo también puede indicar si la célula se ha dañado, y si se está tomando material de la célula de interés, o de células vecinas.

Las dos técnicas ya eran conocidas, pero nadie hasta ahora las había combinado. Lo que se necesita, según Erra-Balsells, son especialistas capacitados para tomar la muestra. “Las posibilidades que ofrece este método son numerosas”, subraya.

Tulipanes y cebollas

¿En qué se aplica la nueva técnica? “En Japón, se está aplicando al análisis de bulbos de tulipanes, y también de cebolla”, comenta Erra-Balsells, y detalla: “En un picolitro extraído de una célula pueden hallarse cientos de metabolitos, pero para el especialista en fisiología vegetal es importante saber en qué momento aparece ese compuesto que se sospecha debería estar. Ésta es la única forma de saberlo”.

Los bulbos tienen un período de dormición, de fines de la primavera hasta el otoño siguiente, durante el cual acumulan nutrientes que luego aprovecharán para el crecimiento y la floración. Esos nutrientes son polisacáridos de alto peso molecular. Cuando la planta empieza a brotar necesita energía, y hay todo un proceso enzimático por el cual se degradan las moléculas grandes y aparecen hidratos de carbono de bajo peso molecular, entre ellos la sacarosa.

“Con esta técnica se puede observar todo el proceso de degradación de las moléculas grandes, y también se podría ver si hay acumulación de ciertos aminoácidos como elemento de defensa frente a un proceso de estrés”, expone la investigadora.

Y prosigue: “La célula o el órgano en cuestión generan una respuesta, y es importante estudiar cuáles son los componentes esenciales que disparan la respuesta. Si se conoce qué compuestos produce la planta para adaptarse a los cambios y poder sobrevivir, será posible desarrollar mecanismos de mejoramiento vegetal”.

Por su parte, Gabriela Amodeo, investigadora en el laboratorio de Fisiología Vegetal de la Facultad de Exactas, señala que estas técnicas permiten analizar células vegetales especializadas, por ejemplo células cruciales en la raíz, y se puede estudiar el cambio que se produce en ellas en función de una respuesta a los factores de estrés”.

Y prosigue: “La célula o el órgano en cuestión generan una respuesta, y es importante estudiar cuáles son los componentes esenciales que disparan la respuesta. Si se conoce qué compuestos produce o concentra la planta para adaptarse a los cambios y poder sobrevivir, será posible desarrollar estrategias de mejoramiento vegetal”.

Fuente: El Cable Nro. 805