Aunque ya se han secuenciado los genomas completos de algunas plantas y sus genes han sido identificados, las funciones de muchos de estos genes aún se desconocen. La Arabidopsis thaliana, también conocida como berro, es una de aquellas plantas modelo cuyo genoma ha sido completamente secuenciado, y debido al pequeño tamaño de este, por lo general esta planta se utiliza en investigación. Y aunque la estructura genética de Arabidopsis se conoce desde hace 15 años, la función de al menos un tercio de sus genes se mantiene sin esclarecer. Estos vacíos de conocimiento pueden dificultar la investigación, Sakurai y sus colegas de RIKEN y de la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokyo, se han centrado en llenar estos vacíos al analizar las estructuras de las proteínas decodificadas por estos genes 'desconocidos'.
"Cada proteína se pliega de forma que la cadena lineal de aminoácidos se configura para alcanzar una estructura tridimensional definida", explica Sakurai. "La información sobre estas estructuras proteicas plegadas pueden ayudar a dilucidar la función del gen correspondiente ya que estas estructuras son altamente específicas y están relacionadas a las funciones de cada proteína".
Utilizando información publicada para enfocarse sólo en secuencias proteicas no redundantes, los investigadores llevaron a cabo un modelamiento computacional para predecir las propiedades fisicoquímicas y estructurales de estas proteínas a partir de los genomas conocidos de Arabidopsis y otras cinco plantas: soya, álamo, arroz, musgo, y algas.
El equipo analizó luego las características específicas de las estructuras tridimensionales de proteínas con funciones determinadas. Por ejemplo, para cada proteína, contaron el número de hélices transmembrana (estructuras enroscadas características de proteínas que se asientan en la membrana celular y trabajan como receptores de moléculas externas o como canales para la transmisión molecular a través de la membrana.
Luego, por medio de análisis adicional, se identificaron las regiones en las proteínas que posiblemente eran más funcionales. El equipo identificó más de 52.000 regiones funcionales en proteínas provenientes de las seis plantas. Los resultados forman el fundamento para la nueva base de datos de RIKEN, llamada Protein Annotation Suite, o Plant-PrAS.
"La investigación de las estructuras proteicas en plantas está más retrasada que la de animales y bacterias, especialmente en lo referente al análisis estructural de las proteínas y la identificación de las funciones de cada gen", señala Sakurai. "Desarrollamos la base de datos 'Plant-PrAS' para resolver estos problemas. Alberga información única sobre el proteoma de las plantas, y es descargable y fácil de manejar".
Referencias
Kurotani, A., Yamada, Y., Shinozaki, K., Kuroda, Y. & Sakurai, T. Plant-PrAS: a database of physicochemical and structural properties and novel functional regions in plant proteomes. Plant and Cell Physiology 56, e11 (2015). doi: 10.1093/pcp/pcu176
Material traducido y publicado por Agriculturers.com
FUENTE: agprofessional.com