Investigadores de la Universidad de Helsinki han descubierto que las mitocondrias en las células vegetales pueden retirar oxígeno de los cloroplastos, revelando una nueva interacción que afecta la fotosíntesis y las respuestas al estrés. Este descubrimiento, publicado en Plant Physiology, explica cómo las plantas gestionan los niveles internos de oxígeno. El estudio utilizó plantas de Arabidopsis thaliana modificadas genéticamente para observar estos procesos.
Un equipo dirigido por el Dr. Alexey Shapiguzov en el Centro de Excelencia en Biología de los Árboles de la Universidad de Helsinki ha identificado un mecanismo previamente desconocido en las células vegetales. Las mitocondrias, que producen energía mediante la respiración, pueden reducir activamente los niveles de oxígeno alrededor de los cloroplastos, los sitios de la fotosíntesis. Este intercambio de oxígeno altera la forma en que las plantas manejan las especies reactivas de oxígeno y se adaptan a los estreses ambientales. La investigación se centró en Arabidopsis thaliana, una planta modelo, con versiones modificadas genéticamente para tener defectos mitocondriales que activan enzimas respiratorias alternativas. Estas modificaciones aumentaron el consumo de oxígeno por parte de las mitocondrias, lo que llevó a niveles más bajos de oxígeno en los tejidos vegetales. Como resultado, los cloroplastos mostraron resistencia al viologeno de metilo, un químico que típicamente genera especies reactivas de oxígeno desviando electrones hacia el oxígeno. Experimentos en condiciones de bajo oxígeno, creadas exponiendo las plantas a gas nitrógeno, confirmaron aún más la interacción. La transferencia de electrones al oxígeno disminuyó bruscamente, lo que indica una disponibilidad insuficiente de oxígeno para la acción del químico. El Dr. Shapiguzov declaró: «Hasta donde sabemos, esta es la primera evidencia de que las mitocondrias influyen en los cloroplastos mediante el intercambio intracelular de oxígeno». El oxígeno juega un papel clave en el metabolismo vegetal, el crecimiento, las respuestas inmunes y la adaptación al estrés, incluida la curación de heridas. Mientras que la fotosíntesis libera oxígeno y la respiración lo consume, la influencia directa entre estos orgánulos no se entendía previamente. Este hallazgo podría mejorar las predicciones de las respuestas de las plantas a cambios como los ciclos día-noche o las inundaciones. El descubrimiento puede mejorar las herramientas para medir la fisiología vegetal, ayudando a la detección temprana del estrés en cultivos y apoyando los esfuerzos de mejoramiento genético. El estudio se publicó en Plant Physiology en 2026.
