Cada semilla comienza con un objetivo simple: alcanzar el agua, recolectar nutrientes y mantenerse erguida. Debajo de la superficie, las puntas de las raíces exploran el suelo, extendiéndose en ramas que mantienen viva la planta. Los investigadores ahora han rastreado el momento en que aparecen esas ramas hasta la autofagia, la vía de reciclaje que muchos asocian con los beneficios para la salud del ayuno.
Científicos de la Universidad de Copenhague mapearon la vía en plántulas vivas. Observaron que el factor de transcripción ARF7 desaparece y regresa en ondas predecibles, cada una vinculada a un aumento en la hormona del crecimiento auxina. "El ayuno se ha vuelto popular, ya que parece tener una variedad de efectos promotores de la salud en los humanos, ya que los períodos sin alimentos hacen que el cuerpo active los procesos de limpieza para deshacerse de varios productos de desecho en las células", explica el profesor asistente Eleazar Rodriguez.
El proceso se basa en NBR1, una etiqueta que guía las proteínas usadas hacia una vacuola para su descomposición. Cada eliminación de ARF7 restablece el circuito de señalización para que pueda activarse nuevamente unas horas más tarde. Cuando la autofagia se ralentiza, ARF7 se acumula, los mensajes se prolongan y la raíz pierde su ritmo habitual. El patrón se asemeja a los ritmos circadianos que guían la apertura de las hojas, pero se centra únicamente en la construcción de la mitad oculta de la planta.
El grupo desactivó los genes clave de la autofagia para probar los límites de la vía. Las plántulas mutantes produjeron menos raíces laterales y absorbieron menos agua. "Cuando interrumpimos la autofagia de la planta, había desechos por todas partes y pudimos detectar la proteína ARF7 entre los desechos", dice Rodriguez. La microscopía reveló vacuolas hinchadas llenas de escombros, lo que resultó en un sistema de raíces disperso e ineficiente.
Debido a que el conjunto de herramientas de reciclaje se comparte entre las plantas con flores, los hallazgos abren nuevas opciones para los criadores y las empresas que desarrollan aditivos microbianos para el suelo. Ajustar la autofagia o ajustar las etiquetas NBR1 podría permitir que las raíces busquen humedad más profundamente en el suelo y capturen el fertilizante antes de que se lave, mejorando las cosechas sin insumos adicionales. Las parcelas piloto en Dinamarca ya están probando estas ideas bajo patrones de lluvia cambiantes.