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Los investigadores encuentran cómo las instalaciones deficientes del hierro se protegen contra luz perjudicial

Los investigadores han determinado cómo las instalaciones deficientes del hierro se protegen contra luz perjudicial, según un estudio de Dartmouth.

El estudio, publicado en procedimientos de la National Academy of Sciences, muestra cómo las instalaciones que faltan el hierro optimizan fotosíntesis, y describe los procesos genéticos que regulan la protección liviana en las instalaciones que faltan los suficientes niveles del mineral.

Estamos intentando determinar los genes rio abajo que controlan la eficiencia de la captura y de la conversión de la luz del sol en instalaciones. Este estudio agrega a lo que sabemos sobre cómo las instalaciones responden al cambio ambiental en un momento crítico para nuestro suministro de alimentos humano.”

Maria Lou Guerinot, investigador sénior y profesor de ciencias biológicas en la universidad de Dartmouth

Planche es importante en los seres humanos para el transporte del oxígeno en la sangre y es un cofactor dominante para muchas reacciones enzimáticas incluyendo la generación de la energía en mitocondrias. Según la investigación citada en el estudio, la deficiencia de hierro es el desorden alimenticio más frecuente de seres humanos.

El hierro es también un alimento importante para las instalaciones. La deficiencia de hierro limita seriamente la fotosíntesis, llevando a los rendimientos disminuidos.

Puesto que la mayoría de la gente obtiene a la mayoría de sus calorías y alimentos de las instalaciones, es importante que los investigadores entienden cómo las instalaciones tramitan el mineral.

La “deficiencia de hierro tiene muchos efectos nocivos sobre fotosíntesis,” dijo a Guerinot. “Es crítico que las instalaciones consiguen suficientes niveles de hierro mientras que también ajusten metabolismo para compensar redujeron disponibilidad del hierro y redujeron eficiencia fotosintética.”

Según el papel, el sistema de la absorción del hierro en instalaciones es regulado por una cascada de las actividades, muchas cuyo han sido descubiertos por el laboratorio de Guerinot de Dartmouth. Durante deficiencia de hierro, las instalaciones alteran la expresión de genes para aumentar la absorción, la distribución, y la utilización del hierro.

Mientras que mucho se sabe sobre la reacción a la deficiencia de hierro en raíces de la instalación, se sabe poco sobre la regla de la reacción de la deficiencia de hierro en hojas.

La investigación se centra en el “fotosistema II,” el complejo de la proteína que realiza el proceso agua-que parte de la fotosíntesis que permite que la energía liviana sea convertida en energía química en las hojas. Según el papel, el fotosistema II es un objetivo importante del daño a los cloroplastos en hojas deficientes del hierro. Cloroplastos; donde la fotosíntesis de la producción de energía ocurre en una instalación; el almacén el 90% del hierro en la instalación se va.

“Muchas estrategias para optimizar uso del hierro se han documentado, pero conocíamos bastante poco sobre los mecanismos de cómo los cloroplastos se adaptan a la deficiencia de hierro antes de este estudio,” dijimos a Garo Akmakjian, estudiante del doctorado en Dartmouth cuando el trabajo fue realizado y autor importante del papel.

El equipo de investigación estrechó su investigación siguiendo la causa del blanqueo causado por la luz de la hoja que fue observado durante deficiencia de hierro en un mutante que no pudo hacer la proteína reguladora ILR3. El blanqueo común se observa durante la “tensión del punto culminante” en instalaciones y dio a investigadores una pista que estas instalaciones del mutante eran más sensibles ahora a la luz.

El estudio muestra que las proteínas reguladoras ILR3 y PYE protegen las instalaciones contra la absorción de demasiada luz durante deficiencia de hierro. Los cambios en la estructura interna de cloroplastos bajo el control de estas proteínas permiten la reparación del fotosistema II, previniendo la producción de especie reactiva dañina del oxígeno.

“Encontramos que exceso de la luz puede hacer las hojas blanquear y morir durante deficiencia de hierro, pero la actividad de ILR3 y de PYE evita la luz llegue a ser tóxica, permitiendo que la fotosíntesis ocurra sin el daño tisular asociado en instalaciones hierro-hambrientas,” dijo a Akmakjian, ahora investigador postdoctoral en la Universidad de California, orilla.

El equipo de investigación espera que eso la comprensión cómo las instalaciones se adaptan de su maquinaria fotosintética durante deficiencia de hierro pueda admitir a investigadores optimizar crecimiento vegetal en suelos donde no está bioavailable el hierro.

“Con el cambio de clima, donde y cómo crecemos cosechas está cambiando,” dijo a Guerinot. “En el futuro, no tendremos el lujo solamente de cosechas crecientes en los suelos fértiles ricos en alimentos y con el un montón de agua.”

Source:
Journal reference:

Akmakjian, G. Z., et al. (2021) Photoprotection during iron deficiency is mediated by the bHLH transcription factors PYE and ILR3. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi.org/10.1073/pnas.2024918118.