Hojas muertas

A partir de los trabajos prácticos realizados en clase surgió el tema de investigación que el equipo de Sara Maldonado ha publicado recientemente en la revista Plant Science. Se trata de la relación entre el envejecimiento de las hojas, en este caso de quinoa, y la duplicación del ADN.

El equipo de científicos encabezado por Sara Maldonado investiga, entre otros temas , la relación entre el envejecimiento de las hojas y la duplicación del ADN.

Los caminos de la investigación a veces son impredecibles. Hay quienes enfocan su interés en un tema específico y trabajan sobre él hasta hallar ese resultado que buscan y hay también quienes sin proponérselo llegan a un hallazgo inesperado por el camino menos pensado. Para Sara Maldonado ese camino se abrió a partir de la enseñanza.

“En el laboratorio estudiamos varios temas, todos vinculados con el desarrollo de las plantas vasculares. Estudiamos el desarrollo de semillas, específicamente los mecanismos de tolerancia a la desecación que adquieren los tejidos que les permite mantener los embriones vivos en estado deshidratado; estudiamos también el desarrollo y la senescencia de las hojas, y el desarrollo de las flores. Relacionados con esto estudiamos la muerte celular programada, las especies reactivas de oxígeno, las moléculas involucradas en la tolerancia a la desecación”, comenta Maldonado. En el laboratorio no hay dos personas que trabajen en el mismo tema. Agustín Sanguinetti estudia diversidad y biología reproductiva en orquídeas terrestres. Hernán Burrieza trabajaba con dehidrinas y otras proteínas en plantas de quinua bajo estrés hídrico. María Paula López-Fernández estudia las propiedades del almidón del grano de quinua.

Pero, si bien el grupo se aboca a estos temas de investigación que son fijos, a veces aparecen otros casuales. “Las clases me fueron modificando la cabeza”, afirma la investigadora, que tiene una metodología de trabajo en el aula muy particular y muy apreciada por los alumnos. “Los alumnos aportan sus propios intereses y traen el material que quieren investigar. Yo doy algún principio, estudiamos las distintas variaciones y en esa tarea van apareciendo cosas que son nuevas e interesantes. Muchas de ellas las vemos por primera vez cuando preparo la clase práctica. Trabajamos así, libremente, miramos lo que pasa, observamos”, explica.

De esta manera, casi fortuita, surgió el trabajo que acaba de ser publicado en la revista Plant Science. Es un trabajo sobre senescencia de las hojas al que contribuyó todo el grupo. “Todo surgió cuando llevé a los alumnos a un práctico en el INTA para usar un citómetro de flujo (utilizado para medir parámetros celulares)”, comienza a relatar Maldonado. La idea de la docente era que los alumnos vieran el proceso de crecimiento desde la yema hasta la hoja crecida y luego cuando ésta muere. Para eso utilizaron hojas de quinua, planta con la que realizan otras investigaciones. “Llevé el material pensando que a las hojas les pasaba lo mismo que a otros tejidos. En la medida en la que las células crecen y aumentan de tamaño, el número de cromosomas endo reduplica dentro del núcleo. La célula no se divide, pero se multiplica el número de cromosomas. Eso pasa, por ejemplo, en algunos tejidos de las semillas. Se parte de una semilla pequeña y se llega a una semilla grande, con el embrión totalmente desarrollado. Todo ese proceso lleva a que las células de algunos de los tejidos, que tenían el número cromosómico básico de la especie, cuando la semilla llega al estado maduro, haya duplicado, cuadruplicado e, incluso, a veces, multiplicado hasta 100 veces o más el número de cromosomas de sus células”, explica. Este fenómeno, muy habitual en el desarrollo del tejido reservante de las semillas de las gramíneas, por ejemplo la del maíz, no tiene su correlato en otros tejidos”, explica la investigadora.

Por eso encararon la experiencia práctica pensando que, a medida que crece la hoja, el número de cromosomas de las células que conforman sus tejidos tenía que aumentar. Sin embargo, encontraron que el número de cromosomas se mantenía y sólo se duplicaba cuando la hoja empezaba a morir. “Pensé que algo había salido mal, que se había contaminado el material. Pero volvimos al día siguiente con otros ejemplares y los resultados se repitieron”, se entusiasma Maldonado.

“Nosotros pensábamos que los cromosomas se duplicaban a lo largo del crecimiento de la hoja. Pero, encontramos que en la hoja de quinua, en el estado maduro, todavía mantiene el número de cromosomas de base y, recién cuando empieza a envejecer, comienza a duplicarse”. Es decir, la muerte celular se asocia a la duplicación del ADN.

Durante el desarrollo del tejido que reserva almidón en el maíz (el endosperma), las células aumentan de tamaño, acumulan reservas y mueren y durante ese proceso endo reduplican el número de cromosomas. Lo mismo sucede en el endosperma del trigo y de otras gramíneas, en las que el endosperma es un tejido que está muerto cuando la semilla está madura. “Para llegar a la muerte y para acumular todo ese almidón, las células empiezan a morir y al mismo tiempo endo reduplican sus cromosomas. No había antecedentes de que esto sucediera durante la senescencia de las hojas”, afirma la bióloga. “Esto es interesante porque se generó a partir de la preparación de las clases prácticas, y también es interesante porque esa metodología de trabajo docente nos vuelve ansiosos y nos entusiasma en nuestra tarea docente, y esa ansiedad y ese entusiasmo se lo contagiamos a los alumnos”, concluye.

Agustin Sanguinetti, Axel Joel Rizzo, María Paula López-Fernández, María Susana Avella Grilla, Sara Maldonado, Hernán Burrieza y Leandro Martínez-Tosar. Foto: Exactas-Comunicación.

Laboratorio de Biología del Desarrollo de Plantas

(Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental)

Laboratorio 17, 4to. piso, Pabellón II, 4576-330, interno 385.

Dirección: Sara Maldonado.

Integrantes del grupo: Hernán Burrieza, Leandro Martínez Tosar.

Postdoctorado: María Paula López-Fernández.

Tesistas de doctorado: Agustín Sanguinetti.

Tesistas de grado: Axel Rizzo, Susana Avella-Grilla.