14/03/17 En les últimes dècades els problemes associats a la contaminació d’aigües i sòls per metalls tòxics s’ha convertit en una de les principals amenaces pels ecosistemes. Investigadors del Laboratori de Fisiologia Vegetal, del Departament de Biologia de la Facultat de Ciències de la UAM, estan analitzant al Sincrotró ALBA els enllaços que s’estableixen entre el mercuri i els biotiols – compostos orgànics presents en les plantes que contenen grups -SH (un àtom de sofre i un d’hidrogen). Se sap que els biotiols com el glutatió (GSH) i les fitoquelatines (PCs) fan que les plantes tolerin millor els metalls tòxics com el mercuri, de forma que, a l’establir enllaços amb el metall, el “segresten” impedint els seus efectes nocius a l’interior de les cèl·lules.
Mitjançant l’espectrometria FTIR (Fourier Transform Infrared) disponible a MIRAS els investigadors busquen identificar i caracteritzar els enllaços biotiol-mercuri presents en cèl·lules de l’arrel de dues espècies de plantes: Medicago sativa (alfals) i Arabidopsis thaliana (planta model en experimentació). Prèviament, les plantes van ser cultivades amb diferents concentracions de mercuri i es van tallar seccions de cèl·lules de les arrels que, deshidratades, s’han analitzat amb el microscopi d’infraroig de MIRAS. La llum de sincrotró permet obtenir informació completa i distingir els diferents tipus d’enllaços del mercuri (amb GSH, amb diferents PCs…) analitzant els espectres obtinguts de les mostres. Conèixer la forma en què el mercuri s’acumula amb el GSH és important, ja que a més de ser precursor de la síntesi de PCs, juga un paper clau per limitar l’estrès oxidatiu induït per aquest metall tòxic; tot plegat contribuint a la tolerància de les plantes al mercuri.
Fig. A l’esquerra Ángel Barón, un dels científics del grup investigador, preparant les mostres vegetals a observar al microscopi d’infrarojos. A la dreta, cultius hidropònics de plantes d’Arabidopsis thaliana sotmeses a estrès per mercuri.
És necessari utilitzar també mutants de plantes d’Arabidopsis que no puguin sintetitzar PCs o que tinguin nivells reduïts de GSH, per comparar-les amb plantes normals i conèixer la importància de la funció d’aquests biotiols en la tolerància al mercuri. Aquests estudis permetran conèixer els mecanismes implicats en el transport de mercuri a teixits o òrgans comestibles (fulles, tiges, llavors, etc.), que poden suposar un risc per a possibles consumidors de productes vegetals contaminats amb mercuri.
En definitiva, l’estudi de la ruta de síntesi de biotiols i la seva caracterització com a lligands de metalls tòxics podria servir per detectar si una planta ha estat exposada a contaminació per mercuri. Així mateix, això pot obrir portes a aplicacions biotecnològiques en fitoremediació, seleccionant o potenciant l’habilitat de les plantes per concentrar metalls potencialment perillosos per la salut humana en òrgans no comestibles, com poden ser les arrels de les plantes de farratge com l’alfals; al mateix temps que s’evitin els símptomes de toxicitat que aquestes plantes poguessin patir.
Aquest estudi, que s’emmarca dins del projecte “Contribución del Metabolismo de Biotioles en la Distribución y Acumulación de Metal(oid)es Tóxicos en Plantas de Cultivo”, està finançat pel Ministeri d’Economia i Competitivitat.
