Las citoquininas son una clase de hormonas que se encuentran principalmente en las plantas. Regulan el crecimiento y desarrollo de las plantas y retrasan el proceso de envejecimiento, por ejemplo. Además, los estudios actuales muestran que las citoquininas también juegan un papel vital cuando la planta combate los patógenos haciéndola resistente a agentes patógenos específicos. Pero las acciones de las citoquininas no se limitan al reino vegetal: las hormonas también se encuentran en los tejidos animales, así como en bacterias, hongos y algas.
Científicos de bioinformática de la Universidad de Würzburg han descubierto recientemente nuevos detalles de cómo evolucionan las citoquininas que desafían las suposiciones anteriores. En el estudio participaron el profesor Thomas Dandekar, titular de la Cátedra de Bioinformática, y sus colaboradores, el Dr. Muhammad Naseem y la Dra. Elena Bencurova. Publicaron sus hallazgos en la edición actual de la revista Trends in Biochemical Sciences.
Bases de datos que necesitan revisión
Anteriormente, se pensaba que las enzimas que activan las citoquininas pertenecían a la clase de las decarboxilasas de lisina. Pero ese no es el caso: "Nuestra investigación ha demostrado más allá de toda duda que estas enzimas no exhiben ninguna actividad decarboxilasa. Utilizan un canal bioquímico diferente para activar las citoquininas", explica Thomas Dandekar. En consecuencia, considera que es necesario eliminar esas anotaciones de las bases de datos pertinentes.
Elena Bencurova examinó 123 proteínas de diversos organismos para este estudio, sometiendo sus proteínas a detallados análisis de motivos, o como ella dice, realizó un análisis de secuencia de proteínas. Ella estaba interesada en las enzimas que activan las citoquininas - las llamadas "enzimas del tipo solitario" (LOG). Thomas Dandekar explica de dónde viene el nombre inusual: "Las flores de un arroz mutante sólo tenían un estambre pero no pistilo. Esta mutación de estambres solitarios fue bautizada como'hombre solitario'".
Patrones reveladores en el análisis de secuencias
El joven científico buscó patrones en estas secuencias de aminoácidos que son característicos de las decarboxilasas de lisina. Pero no fue capaz de detectar ninguna. En cambio, Elena Bencurova identificó un patrón que corresponde a las enzimas LOG y decodificó cuatro subclases en el proceso.
Lo que suena como un descubrimiento que es relevante para un pequeño grupo de especialistas sólo tiene consecuencias de largo alcance. "En resumen, nuestros últimos descubrimientos nos permiten ahora comprender mejor este mecanismo de comunicación universal de bacterias, plantas y animales", dice Thomas Dandekar. "El Dr. Muhammad Naseem de nuestro grupo de trabajo contribuyó significativamente a este éxito. Desde enero es profesor en la Universidad de Zayed en Abu Dhabi debido a sus publicaciones biológicas sobre citoquininas. Esto abre varios campos de aplicación, desde plantas hasta humanos".
Crema para la piel y tuberculosis
"Las células de la piel humana entienden el lenguaje de las citoquininas", dice el bioquímico. Como ingrediente de las cremas para la piel, pueden proteger las células contra las influencias nocivas y ralentizar el proceso de envejecimiento. Sin embargo, estudios separados sobre el tema mostraron que se trata de la dosis correcta: "En dosis bajas, las citoquininas protegen las células. Los niveles altos en contraste son dañinos", dice Dandekar.
Las citoquininas tienen un efecto indirecto en los seres humanos, por ejemplo cuando son activas en los patógenos que causan la tuberculosis. Permiten que los patógenos manipulen su entorno, el epitelio respiratorio, de una manera que facilita el asentamiento de las bacterias y dificulta la lucha contra ellas por parte del sistema inmunitario o de los medicamentos (resultados de Samanovic et al., Mol Cell 2015).
Cuando se trata de plantas de reproducción, el conocimiento del lenguaje universal de la citoquinina de Naseem, Dandekar y sus colegas pueden contribuir a alertar a las plantas de forma más eficaz contra los patógenos y a activar sus mecanismos de defensa, tal y como se ha demostrado en estudios específicos sobre el berro de tallo.
Se necesita más investigación
"Las citoquininas hablan un lenguaje hormonal universal que es comprendido por muchos seres vivos y produce los resultados más diversos", resume Thomas Dandekar el hallazgo central del resumen bioinformático publicado ahora. Sin embargo, todavía se necesita mucha investigación hasta que todos los detalles de este lenguaje hayan sido entendidos. En consecuencia, el resultado actual de la investigación es sólo "un pequeño paso adelante dentro de un contexto mucho más amplio", añade Elena Bencurova. Sin embargo, un paso que crea las bases para una mayor comprensión.
Científicos de bioinformática de la Universidad de Würzburg han descubierto recientemente nuevos detalles de cómo evolucionan las citoquininas que desafían las suposiciones anteriores. En el estudio participaron el profesor Thomas Dandekar, titular de la Cátedra de Bioinformática, y sus colaboradores, el Dr. Muhammad Naseem y la Dra. Elena Bencurova. Publicaron sus hallazgos en la edición actual de la revista Trends in Biochemical Sciences.
Bases de datos que necesitan revisión
Anteriormente, se pensaba que las enzimas que activan las citoquininas pertenecían a la clase de las decarboxilasas de lisina. Pero ese no es el caso: "Nuestra investigación ha demostrado más allá de toda duda que estas enzimas no exhiben ninguna actividad decarboxilasa. Utilizan un canal bioquímico diferente para activar las citoquininas", explica Thomas Dandekar. En consecuencia, considera que es necesario eliminar esas anotaciones de las bases de datos pertinentes.
Elena Bencurova examinó 123 proteínas de diversos organismos para este estudio, sometiendo sus proteínas a detallados análisis de motivos, o como ella dice, realizó un análisis de secuencia de proteínas. Ella estaba interesada en las enzimas que activan las citoquininas - las llamadas "enzimas del tipo solitario" (LOG). Thomas Dandekar explica de dónde viene el nombre inusual: "Las flores de un arroz mutante sólo tenían un estambre pero no pistilo. Esta mutación de estambres solitarios fue bautizada como'hombre solitario'".
Patrones reveladores en el análisis de secuencias
El joven científico buscó patrones en estas secuencias de aminoácidos que son característicos de las decarboxilasas de lisina. Pero no fue capaz de detectar ninguna. En cambio, Elena Bencurova identificó un patrón que corresponde a las enzimas LOG y decodificó cuatro subclases en el proceso.
Lo que suena como un descubrimiento que es relevante para un pequeño grupo de especialistas sólo tiene consecuencias de largo alcance. "En resumen, nuestros últimos descubrimientos nos permiten ahora comprender mejor este mecanismo de comunicación universal de bacterias, plantas y animales", dice Thomas Dandekar. "El Dr. Muhammad Naseem de nuestro grupo de trabajo contribuyó significativamente a este éxito. Desde enero es profesor en la Universidad de Zayed en Abu Dhabi debido a sus publicaciones biológicas sobre citoquininas. Esto abre varios campos de aplicación, desde plantas hasta humanos".
Crema para la piel y tuberculosis
"Las células de la piel humana entienden el lenguaje de las citoquininas", dice el bioquímico. Como ingrediente de las cremas para la piel, pueden proteger las células contra las influencias nocivas y ralentizar el proceso de envejecimiento. Sin embargo, estudios separados sobre el tema mostraron que se trata de la dosis correcta: "En dosis bajas, las citoquininas protegen las células. Los niveles altos en contraste son dañinos", dice Dandekar.
Las citoquininas tienen un efecto indirecto en los seres humanos, por ejemplo cuando son activas en los patógenos que causan la tuberculosis. Permiten que los patógenos manipulen su entorno, el epitelio respiratorio, de una manera que facilita el asentamiento de las bacterias y dificulta la lucha contra ellas por parte del sistema inmunitario o de los medicamentos (resultados de Samanovic et al., Mol Cell 2015).
Cuando se trata de plantas de reproducción, el conocimiento del lenguaje universal de la citoquinina de Naseem, Dandekar y sus colegas pueden contribuir a alertar a las plantas de forma más eficaz contra los patógenos y a activar sus mecanismos de defensa, tal y como se ha demostrado en estudios específicos sobre el berro de tallo.
Se necesita más investigación
"Las citoquininas hablan un lenguaje hormonal universal que es comprendido por muchos seres vivos y produce los resultados más diversos", resume Thomas Dandekar el hallazgo central del resumen bioinformático publicado ahora. Sin embargo, todavía se necesita mucha investigación hasta que todos los detalles de este lenguaje hayan sido entendidos. En consecuencia, el resultado actual de la investigación es sólo "un pequeño paso adelante dentro de un contexto mucho más amplio", añade Elena Bencurova. Sin embargo, un paso que crea las bases para una mayor comprensión.
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