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El estrés ambiental, agravado en el contexto actual de cambio climático, reduce la producción agrícola y supone un impacto negativo no solo en el ámbito económico sino también social y medioambiental.
En consecuencia, la identificación de dianas moleculares que abran nuevas vías para la generación de variedades agrícolas mejoradas supone un gran reto en el campo de la biotecnología vegetal. Uno de los mecanismos regulatorios que subyacen en la aclimatación de las plantas al estrés ambiental es la regulación redox, consistente en el control de la actividad enzimática mediante el intercambio ditiol/disulfuro de residuos conservados de cisteína en proteínas que muestran sensibilidad redox.
Nuestro grupo de investigación, a través aproximaciones genéticas, bioquímicas y fisiológicas, utilizando Arabidopsis como planta modelo, ha demostrado que el funcionamiento de los sistemas redox del cloroplasto, NTRC y Fdx-FTR-Trxs, está integrado a través de las 2-Cys peroxirredoxinas (Prxs), peroxidasas tiol-dependientes, de manera que el sistema redox NTRC-2-Cys Prxs actúa como eje regulador central modulando el metabolismo fotosintético del cloroplasto en respuesta a las señales ambientales. Además, trabajos recientes de nuestro grupo han puesto de manifiesto una nueva función de las 2-Cys Prxs, probablemente a través de su actividad chaperona, regulando el grado de insaturación de los lípidos de las membranas tilacoidales y de especial relevancia para la biogénesis del cloroplasto durante la embriogénesis y desarrollo post-germinativo. Esta nueva función de las 2-Cys Prxs es especialmente relevante en condiciones de estrés térmico, por lo que podría ser una diana biotecnológica para mejorar la tolerancia ambiental en Arabidopsis. En la actualidad, nuestro objetivo principal es establecer la base molecular de la función de las 2-Cys Prxs sobre el metabolismo lipídico y la biogénesis del cloroplasto, así como en respuesta al estrés térmico. Los conocimientos adquiridos serán transferidos al cultivo oleaginoso Camelina sativa, cuya viabilidad y productividad se ve gravemente afectada por las temperaturas extremas.
María Luisa Hernández Jiménez
Departamento de Bioquímica Vegetal y Biología Molecular
Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis
Máster Universitario
