Científicos identificaron el receptor SRF3, capaz de coordinar la absorción de hierro y la respuesta inmunitaria de las plantas, evitando reacciones defensivas excesivas y aportando nuevas claves para desarrollar cultivos más resilientes
Los biólogos de plantas del Instituto Salk descubren que un receptor llamado SRF3 restaura el equilibrio celular de hierro y previene la reacción excesiva inmune, ofreciendo información con aplicaciones potenciales en biología animal
LA JOLLA—La producción de energía en nuestras células, el oxígeno que viaja en nuestra sangre y las células inmunes que combaten la infección alldependen del hierro, un mineral esencial que ingresa a la cadena alimentaria cuando las plantas la absorben del suelo. Pero el hierro es a menudo escaso, probablemente cada vez más a medida que el clima global y las temperaturas continúan cambiando, y no somos los únicos que lo necesitamos.
Los microbios que viven sobre y alrededor de las plantas también necesitan hierro. Las plantas se ven obligadas a encontrar un delicado equilibrio entre el uso de hierro para defenderse contra los microbios y retenerlo para mantener la salud. Una nueva investigación de Salk revela una proteína de doble propósito llamada SRF3, que restaura el equilibrio de hierro después de la invasión microbiana y, al mismo tiempo, garantiza que la respuesta inmune de la planta sea la correcta.
El estudio, publicado en Science Advances el 14 de octubre de 2026, y financiado por ambas subvenciones federales de investigación de los Institutos Nacionales de Salud y la filantropía privada, proporciona información crucial sobre la resiliencia de las plantas que podría dar forma a los futuros esfuerzos agrícolas para alimentar a una creciente población mundial con cultivos nutritivos.
Wolfgang Busch (izquierda) y Matthieu Pierre Platre (derecha) descubrieron un receptor llamado SRF3 que restaura el equilibrio celular de hierro y previene la reacción excesiva inmune, ofreciendo información con aplicaciones potenciales en biología animal.
“Debido a que las plantas son el principal punto de entrada para el hierro en nuestro suministro de alimentos, comprender cómo controlan el hierro es importante no solo para la salud de las plantas, sino también para la agricultura y la nutrición humana”, dice el coautor Wolfgang Busch, PhD, profesor y titular de la Cátedra Hess en Ciencias de las Plantas en Salk.
Busch, junto con el coautor de la correspondencia Matthieu Pierre Platre, PhD, han estado estudiando cómo las plantas controlan el hierro durante un tiempo. Los dos publicaron un artículo juntos en Nature Communications en 2022, en el que identificaron por primera vez SRF3 como mediadora de las respuestas de las plantas a los microbios.
SRF3 vive en la superficie de las células vegetales. Allí, está firmemente anclado en la membrana plasmática, la pared más externa de la célula, donde puede recibir señales y señales ambientales. El estudio de Salk de 2022 reveló que SRF3 podría detectar los niveles de hierro y el crecimiento directo de la raíz en consecuencia y sugirió que la proteína SRF3 también está involucrada en las respuestas de inmunidad nutricional.
“Se volvió muy interesante porque los microbios y las plantas están luchando por el hierro limitado en el suelo”, explica Busch. “Por lo tanto, los microbios comienzan a invadir plantas para robar hierro de sus células, mientras que las plantas se ven obligadas a defenderse y proteger sus reservas de hierro. Estábamos realmente interesados en este tirón de la guerra”.
Lo que realmente estaba sucediendo a nivel molecular y los mecanismos detrás de la participación de SRF3 seguían siendo desconocidos, hasta ahora.
Los investigadores comenzaron con Arabidopsis thaliana, una pequeña planta con flores que es fácil de cultivar y actúa como un popular sustituto de laboratorio para otras plantas, incluidos cultivos importantes como el trigo o el maíz. A través de una serie de experimentos, desde marcar y rastrear los niveles de hierro en las células hasta visualizar el movimiento de SRF3 hasta eliminar SRF3 por completo y observar las consecuencias, expusieron el mecanismo por el cual SRF3 equilibra la defensa inmune y el mantenimiento del hierro.
En primer lugar, SRF3 detecta un microbio invasor y promueve la generación de especies reactivas de oxígeno, moléculas que se pueden utilizar para combatir el microbio. Aunque es útil para atacar a los microbios, la creación de especies reactivas de oxígeno consume reservas de hierro celular.
A medida que los niveles de hierro caen en la célula, SRF3 comienza a moverse: SRF3 se reorganiza, recibe una etiqueta molecular clave llamada ubiquitina y se introduce en la célula. Una vez que SRF3 está dentro de la célula, se restaura la creación de nuevas especies reactivas de oxígeno que agotan el hierro y combate los microbios, y se restablece el equilibrio.
“Lo que hace que este estudio sea especial es que explicamos el mecanismo desde la escala de la única molécula hasta el organismo completo, proporcionando un nivel de integración mecanicista que rara vez se puede lograr en otros sistemas biológicos”, dice Platre, ex científico del laboratorio de Busch y actual investigador asociado en el Instituto de Ciencias Vegetales de Montpellier.
Las implicaciones son dobles: primero, están los hallazgos específicos de la planta que podrían usarse para crear cultivos más ricos en nutrientes y resistentes; luego, están los hallazgos de biología molecular sobre la dinámica de las proteínas de la superficie que podrían cambiar fundamentalmente la forma en que los científicos entienden la comunicación celular.
“En el futuro, este conocimiento podría ayudar a guiar el desarrollo de cultivos que resisten las enfermedades, crecen bien y proporcionan alimentos nutritivos”, dice Busch. “También sugiere que las plantas usan sus membranas como una especie de computadora, convirtiendo todas estas moléculas en movimiento en el medio ambiente en señales procesables”.
“Esta idea de que las superficies celulares son una especie de centros computacionales se propuso en células de mamíferos al principio”, agrega Platre, “y ahora lo estamos viendo suceder en las células vegetales. Además, nuestro estudio es el primero en mostrar que las etiquetas moleculares de ubiquitina, que se encuentran entre las etiquetas de proteínas más utilizadas en las células, se pueden usar para reorganizar las proteínas en las superficies celulares y cambiar la forma en que responden a su entorno”.
La investigación futura explorará aún más este concepto de “computadora de membrana”, con el objetivo de comprender cómo las células integran la información. Los investigadores también esperan identificar las proteínas y los genes con los que interactúa SRF3. Al comprender más profundamente cómo las plantas responden a las señales ambientales, los hallazgos pueden ayudar a los científicos a diseñar cultivos resistentes al clima extremo y a cambiar la nutrición del suelo.
Otros autores incluyen a los coautores Lukas Brent y Matias Gleason de Salk; Preyanka Mehta, Ling Zhang, Olivier Kaakeh, Laura Martins y Julie Law de Salk; Laia Armengot y Marc Valls del Centro de Investigación en Genómica Agrícola y la Universidad Autónoma de Barcelona; Julie Neveu y Grégory Vert de la Universidad de Toulouse; Min Cao de Salk y Fu
El trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud (R01GM127759, P30 CA014195, P30 AG068635, S10 OD021815), la Organización del Programa de Ciencias de la Frontera Humana (LT000340/2019 L), la Fundación de Ciencias Naturales de Shanghai (24ZR140400), la Universidad de Fudan, el Centro Helmsley de Medicina Genómica, la Fundación Chapman y Helmsley Charitable Trust
Publicado: 14 de octubre de 2026
Fuente: SALK
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