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Identifican genes clave para la acumulación de arsénico en las células de las plantas

1 diciembre, 2010
Identificados los genes que controlan la acumulación de arsénico en las plantas. cordis. 29/11/10.Unos investigadores de Europa, Asia y Estados Unidos han identificado los dos genes esenciales para el control de la acumulación y la eliminación de toxicidad del arsénico en las células de las plantas. Este descubrimiento permitirá a los científicos reducir la acumulación de este metaloide tóxico en los cultivos. Esta investigación se ha financiado en parte mediante el proyecto PHIME («Impacto en la salud pública de la exposición a largo plazo a concentraciones bajas de elementos variados en estratos sensibles de la población»), al que se adjudicaron un total de 13,43 millones de euros a través del área temática «Calidad y seguridad alimentaria» del Sexto Programa Marco (6PM) de la UE. Sigue…
Identifican genes clave para la acumulación de arsénico en las células de las plantas
Cultivo de arroz en Bali
(Sertox)
La perforación de pozos tubulares y la construcción de pozos económicos y poco profundos en el sudeste asiático, así como la minería en diferentes regiones de China, Tailandia y Estados Unidos, producen con frecuencia un aumento en la concentración de arsénico del agua, que en muchas ocasiones supera el límite de 10 microgramos por litro (mcg/l) determinado por la Organización Mundial de la Salud (OMS), valor por encima del cual resulta perjudicial para la salud.

Decenas de millones de personas están expuestas a los riesgos asociados a concentraciones elevadas de arsénico, tanto por beber agua contaminada como por ingerir vegetales cultivados en suelos contaminados. La exposición durante períodos prolongados a este metaloide, altamente tóxico, puede tener un efecto devastador en los órganos humanos, afectando al tránsito gastrointestinal, riñones, hígado, pulmones y piel, y aumentando el riesgo de padecer cáncer. Solo en Bangladesh, se estima que 25 millones de personas beben agua que contiene más de 50 mcg/l de arsénico, y que 2 millones corren el riesgo de morir por cáncer causado por esta sustancia tóxica.

Científicos de laboratorios de Suiza, Corea del Sur y Estados Unidos y del «Centro Nacional Suizo de Aptitud para la Investigación (NCCR) sobre supervivencia vegetal» opinan que, mediante la identificación de los genes clave para la acumulación de arsénico en las células de las plantas, han dado el primer paso hacia la resolución de estos problemas. Los investigadores han expuesto estos descubrimientos en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Las plantas suponen una vía de entrada a la cadena alimentaria para los metales tóxicos. El arsénico, por ejemplo, se acumula en los granos de arroz, constituyendo en las zonas contaminadas con este metaloide tóxico un peligro para la población, cuya alimentación depende en gran medida de este cereal. El arsénico o el cadmio presentes en el suelo son transportados hasta las células de las plantas, donde se almacenan en compartimentos denominados vacuolas.

Dentro de la célula, el transporte del arsénico y su almacenamiento en vacuolas se controlan mediante un tipo de péptidos (las fitoquelatinas, importantes para eliminar la toxicidad de los metales pesados) que se unen al metaloide tóxico, junto al cual se transportan al interior de la vacuola para eliminar su toxicidad.

Los investigadores comparan el proceso con el enganche de un remolque a un camión, siendo el conjunto de ambos lo que se almacena en la vacuola.

«Mediante la identificación de los genes que controlan el transporte y el almacenamiento de la fitoquelatina vacuolar, hemos descubierto el vínculo oculto que la comunidad científica ha estado buscando durante los últimos veinticinco años», ha declarado Enrico Martinoia, profesor de fisiología vegetal en la Universidad de Zúrich, en Suiza. Él y su equipo señalaron que, mediante el control de estos genes, será posible desarrollar plantas en las que esté impedido el transporte de metales y metaloides tóxicos de la raíz a las hojas y los granos, limitando así la entrada de arsénico a la cadena alimentaria.

«Centrándonos en estos genes, podríamos evitar la acumulación de estos metales pesados en partes comestibles de las plantas, como los granos y las frutas», ha declarado Youngsook Lee, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH), en Corea del Sur.

Para más información, consulte: La perforación de pozos tubulares y la construcción de pozos económicos y poco profundos en el sudeste asiático, así como la minería en diferentes regiones de China, Tailandia y Estados Unidos, producen con frecuencia un aumento en la concentración de arsénico del agua, que en muchas ocasiones supera el límite de 10 microgramos por litro (mcg/l) determinado por la Organización Mundial de la Salud (OMS), valor por encima del cual resulta perjudicial para la salud.

Decenas de millones de personas están expuestas a los riesgos asociados a concentraciones elevadas de arsénico, tanto por beber agua contaminada como por ingerir vegetales cultivados en suelos contaminados. La exposición durante períodos prolongados a este metaloide, altamente tóxico, puede tener un efecto devastador en los órganos humanos, afectando al tránsito gastrointestinal, riñones, hígado, pulmones y piel, y aumentando el riesgo de padecer cáncer. Solo en Bangladesh, se estima que 25 millones de personas beben agua que contiene más de 50 mcg/l de arsénico, y que 2 millones corren el riesgo de morir por cáncer causado por esta sustancia tóxica.

Científicos de laboratorios de Suiza, Corea del Sur y Estados Unidos y del «Centro Nacional Suizo de Aptitud para la Investigación (NCCR) sobre supervivencia vegetal» opinan que, mediante la identificación de los genes clave para la acumulación de arsénico en las células de las plantas, han dado el primer paso hacia la resolución de estos problemas. Los investigadores han expuesto estos descubrimientos en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Las plantas suponen una vía de entrada a la cadena alimentaria para los metales tóxicos. El arsénico, por ejemplo, se acumula en los granos de arroz, constituyendo en las zonas contaminadas con este metaloide tóxico un peligro para la población, cuya alimentación depende en gran medida de este cereal. El arsénico o el cadmio presentes en el suelo son transportados hasta las células de las plantas, donde se almacenan en compartimentos denominados vacuolas.

Dentro de la célula, el transporte del arsénico y su almacenamiento en vacuolas se controlan mediante un tipo de péptidos (las fitoquelatinas, importantes para eliminar la toxicidad de los metales pesados) que se unen al metaloide tóxico, junto al cual se transportan al interior de la vacuola para eliminar su toxicidad.

Los investigadores comparan el proceso con el enganche de un remolque a un camión, siendo el conjunto de ambos lo que se almacena en la vacuola.

«Mediante la identificación de los genes que controlan el transporte y el almacenamiento de la fitoquelatina vacuolar, hemos descubierto el vínculo oculto que la comunidad científica ha estado buscando durante los últimos veinticinco años», ha declarado Enrico Martinoia, profesor de fisiología vegetal en la Universidad de Zúrich, en Suiza. Él y su equipo señalaron que, mediante el control de estos genes, será posible desarrollar plantas en las que esté impedido el transporte de metales y metaloides tóxicos de la raíz a las hojas y los granos, limitando así la entrada de arsénico a la cadena alimentaria.

«Centrándonos en estos genes, podríamos evitar la acumulación de estos metales pesados en partes comestibles de las plantas, como los granos y las frutas», ha declarado Youngsook Lee, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH), en Corea del Sur.

Para más información, consulte:
PHIME:
http://www.york.ac.uk/res/phime/

PNAS:
http://www.pnas.org/

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Categoría: Resultados de proyectos
Fuente: PNAS
Documento de Referencia: Song, W-Y., et al. (2010) Arsenic tolerance in Arabidopsis is mediated by two ABCC-type phytochelatin transporters. PNAS. DOI:10.1073/pnas.1013964107.
Códigos de Clasificación por Materias: Agricultura; Coordinación, Cooperación; Alimentación; Ciencias de la vida; Seguridad; Investigación científica