Un equipo de investigadores ha descubierto que las plantas tienen una señal metabólica que ajusta su reloj circadiano por la noche para asegurarse que almacenan suficiente energía para sobrevivir en horas nocturnas.

Así lo revela un estudio publicado este lunes en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences y basado en el análisis de 'Arabidopsis thaliana', una especie de planta de la familia de las brasicáceas nativa de Europa, Asia y el noroeste de África, y pariente del repollo y la mostaza.

La investigación, en la que participan científicos de la Universidad de York (Reino Unido), sugiere que esta señal podría proporcionar información importante a la planta sobre la cantidad de azúcar disponible al atardecer y, por lo tanto, cómo ajustar el metabolismo por la noche.

Las plantas utilizan la luz solar para hacer sus propios azúcares a partir de la fotosíntesis durante el día y almacenarlos para proporcionar energía durante la noche.

"Creemos que esta señal metabólica está actuando más bien como establecer un despertador antes de acostarse para asegurar la supervivencia de la planta"

El reloj circadiano

La capacidad de predecir el amanecer y estimar la duración de la noche, y ajustar el metabolismo en consecuencia, es fundamental para la supervivencia de las plantas y para maximizar el crecimiento. Esto depende de un cronometrador biológico llamado reloj circadiano, que es una red genética oscilante que impulsa ritmos de aproximadamente 24 horas.

"Creemos que esta señal metabólica está actuando más bien como establecer un despertador antes de acostarse para asegurar la supervivencia de la planta", apunta Mike Haydon, que pertenecía al Departamento de Biología de la Universidad de York y ahora trabaja en la Universidad de Melbourne (Australia), quien añade: "Las plantas deben coordinar el metabolismo fotosintético con el entorno diario y adaptar la fisiología rítmica y el desarrollo para que coincida con la disponibilidad de carbono".

Para entender cómo los azúcares alteran el reloj circadiano, los investigadores midieron la expresión génica en plantas de semillero mientras modificaban la fotosíntesis o el suministro de azúcar.

El superóxido

Descubrieron un conjunto de genes que se sabe que están regulados por el superóxido, una molécula asociada con la actividad metabólica. La mayoría de estos genes están activos por la noche e incluyen genes clave que actúan en el reloj circadiano. Encontraron que, al inhibirse la producción de superóxido, también lo hizo el efecto del azúcar en estos genes del reloj circadiano por la noche.

"Distinguir los efectos de la luz y los azúcares en las células fotosintéticas es un desafío. Nuestros datos sugieren un nuevo papel para el superóxido como una señal rítmica relacionada con el azúcar que actúa por la noche y afecta la expresión y el crecimiento de genes circadianos", concluye Ian Graham, del Centro de Productos Agrícolas Nuevos del Departamento de Biología de la Universidad de York.