Egresado del Doctorado en Biociencias Moleculares UNAB publica en Nature Plants, prestigiosa revista científica

“Me siento muy honrado y orgulloso de haber podido liderar este trabajo, y que el resultado haya sido tan bueno. En este minuto es el logro más grande de mi carrera, y espero que vengan muchos más”. Así se refiere Henry Temple, exalumno de la Escuela de Bioquímica y del Doctorado en Biociencias Moleculares de la Universidad Andrés Bello, a la publicación del paper del cual es primer autor. El trabajo fue publicado en Nature Plants, una de las revistas más prestigiosas de investigación en biología vegetal.

Adicionalmente, este trabajo de investigación ha sido bien recibido por la comunidad experta en el área. Henry Temple fue seleccionado para presentar sus hallazgos en el congreso “IX Cell Wall Research Conference” realizado en Michigan (EEUU) a mediados de junio, donde fue galardonado con el premio a la mejor charla.

La publicación se titula “Golgi-localized putative S-adenosyl methionine transporters required for plant cell wall polysaccharide methylation” y describe el descubrimiento de genes que son esenciales para el proceso de metilación de las pectinas en la pared celular de las plantas. Junto con este hallazgo, el trabajo investigativo da pie para seguir estudiando el rol que tiene este proceso en el crecimiento y desarrollo de las plantas.

La investigación fue desarrollada por el grupo del profesor Paul Dupree, al cual Henry Temple pertenece y que funciona al alero del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge, en Reino Unido. Se trata de un trabajo multidisciplinario e internacional, que cuenta con la participación de colaboradores del Massachusetts Institute of Technology (EEUU), University of Warwick (UK) y la Universidad Andrés Bello.

Desde UNAB contribuyeron el vicerrector de Investigación y Desarrollo, Dr. Ariel Orellana, y la profesora investigadora Dra. Susana Sáez, ambos pertenecientes al Centro de Biotecnología Vegetal de esta casa de estudios. También trabajó en el proyecto el estudiante del programa de Doctorado en Biotecnología de la UNAB, Juan Pablo Parra.

Henry Temple (adelante) y Ariel Orellana (atrás) en el IX Cell Wall Research Conference.

Junto con expresar su felicidad por el logro de Henry Temple, el vicerrector de Investigación y Doctorado se declara orgulloso de su exalumno «ya que este trabajo pone evidencia su talante como científico, con capacidades para generar conocimiento a la par de los investigadores ubicados en las grandes ligas«. El Dr. Ariel Orellana agrega que es un orgullo también «ver que su formación en nuestro pregrado, en la Escuela de Bioquímica, y posteriormente en el Doctorado de Biociencias Moleculares le entregaron las herramientas necesarias para desempeñarse al más alto nivel en ciencia.”

Entendiendo la síntesis de las pectinas

Henry Temple viene estudiando cómo se sintetizan las estructuras que rodean a las células vegetales –llamadas paredes celulares–, desde sus días de pregrado, siendo miembro del Laboratorio del Dr. Ariel Orellana, en el Centro de Biotecnología Vegetal de UNAB.

Alrededor del 80% del carbono que en organismos vivos se encuentra en las plantas y gran parte está almacenado en las paredes celulares. La pared celular de las células vegetales es una red de polisacáridos muy compleja, con distintos componentes que se entrelazan entre sí y que tienen funciones relevantes tanto para las plantas como para el ser humano. “Venimos haciendo uso de estas structuras desde que nos definimos como especie. Ejemplo de esto es la madera que utilizamos en construcción, o el algodón en nuestras camisas, cuyos componentes no son otra cosa más que paredes celulares vegetales”, explica Temple.

“Hay un tipo de polisacáridos muy especial, y muy común, que son las pectinas. Son un componente abundante en las plantas, sobre todo en frutos o tejidos blandos, como las hojas y las flores. La mermelada, por ejemplo, tiene mucha pectina, que es lo que finalmente le otorga una consistencia más firme y gelatinosa”, señala.

Estas mismas propiedades de la pectina, que producen una mermelada firme, es lo que utilizan las plantas para ajustar la firmeza de sus tejidos, impactando su crecimiento y la forma en que maduran sus frutos. El fenómeno de la formación del gel de pectina está bastante documentado en la industria alimentaria, pero poco se sabe de la importancia de este fenómeno en el desarrollo de las plantas.

Ahí radica la importancia del estudio de Henry Temple publicado en Nature Plants: al manipular el proceso denominado “metilación de las pectinas”, el equipo de investigadores descubrió genes clave que controlan las propiedades de la pectina.

“Nosotros los biólogos, cuando queremos observar la importancia de algo, frecuentemente intentamos quitarlo. Tenemos un sistema que está funcionando normal, y decimos: veamos qué pasa si elimino esta proteína o este proceso”, cuenta el investigador. Y eso fue lo que hicieron: redujeron la metilación de las pectinas de manera significativa, lo que impactó considerablemente la expansión de las células y, por lo tanto, la apariencia de las plantas. “Pasaron de tener casi 30 centímetros de alto a ser plantas atrofiadas, con diversos problemas para elongar sus tejidos y desarrollar sus frutos, entre otras cosas”.

¿Cómo lograron estos resultados?

Henry explica que muchos de los polisacáridos, incluyendo las pectinas, se sintetizan en un organelo que está dentro de la célula, denominado Aparato de Golgi. “Nosotros logramos descubrir los genes que codifican a los transportadores que introducen la molécula S-adenosilmetionina (SAM) dentro del Golgi. La molécula SAM es la que permite que el grupo metilo se transfiera a los distintos polisacáridos de la pared. ¿Qué significa esto? Que al encontrar estos genes transportadores y generar la mutante, le cerramos la puerta a la metilación de las pectinas. Si el SAM no puede entrar, no puede haber metilación dentro del Golgi, por lo tanto, las pectinas salen del Golgi sin ser metiladas. Esto es lo que genera cambios drásticos en las paredes celulares y desencadena el crecimiento anormal de las plantas”, explica Temple.

“Lo que hacemos en el laboratorio es ciencia fundamental, permitiendo obtener descubrimientos como este, que ayudan a entender la importancia de la metilación de las pectinas en distintos aspectos del crecimiento y desarrollo de las plantas. Este conocimiento luego puede ser aplicado, por ejemplo, en la industria frutícola. Allí es muy importante el estado de metilación de las pectinas porque está directamente relacionado con cómo las frutas se ablandan y maduran”, agrega.

Cabe destacar, además, que la pared celular de las plantas es uno de los recursos renovables más abundantes del planeta, y uno de los más importantes también. Aun así, el ser humano utiliza tan solo una fracción de la biomasa disponible, y aunque la síntesis de las paredes celulares se estudia hace más de medio siglo, queda mucho por descubrir.

“La cantidad de energía y material biorenovable que viene de las plantas, de las paredes celulares, es tremenda, y si nosotros logramos entenderlas más, haremos un mejor uso de ellas. Así podremos avanzar hacia lo que necesitamos, que son economías más sustentables” sostiene el investigador.

“La UNAB me dio todas las herramientas necesarias”

Henry Temple llegó a Cambridge en 2015, tras haber obtenido la beca Doctorado Nacional de Conicyt (actualmente ANID), que le permitió ingresar al programa de Doctorado en Biociencias Moleculares de la UNAB.

Esta iniciativa le dio la oportunidad de visitar un laboratorio internacional, y Temple eligió el grupo del profesor Paul Dupree, en Cambridge University, donde permaneció cuatro meses. Al final de su estadía, el profesor Dupree le extendió una invitación para continuar su trabajo de investigación en el grupo, una vez finalizado su doctorado. “Ese fue uno de los días más felices de mi vida”, señala Henry.

Desde entonces, ya lleva cinco años como miembro del laboratorio liderado por el Dr. Dupree, realizando investigación postdoctoral con sus pares, quienes provienen de prestigiosas universidades alrededor del mundo.

“La UNAB me dio todas las herramientas necesarias para llegar a Cambridge”, dice, reconociendo que al principio sintió un poco de temor al verse rodeado de gente a la que percibía como brillante. “Pero al rato te das cuenta de que tienes todo lo que necesitas para codearte con cada uno de ellos, y que al mismo tiempo, vas constantemente aprendiendo”.