Análisis de los efectos del desarrollo y de la deficiencia de fosfato sobre la actividad del complejo SnRK1 en semillas de frijol._x000D_ _x000D_ Resumen. El proceso de desarrollo de las semillas es muy importante: en el se acumulan las sustancias de reserva (carbohidratos, lípidos y proteínas) que proporcionan los medios para que la propagación de las plantas sea exitosa, y básicas para nuestra alimentación. Su formación demanda una gran cantidad de fotosintatos (que las plantas buscan satisfacer por todos los medios posibles). Sin embargo, condiciones ambientales desfavorables (temperaturas extremas, deficiencias nutricionales, sequía, inundaciones, ataques por plagas y enfermedades, etc.) hacen que esta meta no siempre se logre a cabalidad, lo cual repercute negativamente tanto en la productividad de los cultivos como en las características que son importantes para su uso industrial de las semillas. Encontrar la forma de producir más y mejores alimentos es sin duda uno de los grandes retos que enfrenta la Humanidad. _x000D_ En México la mayor parte de los suelos agrícolas son deficientes en fósforo (Pi), las plantas que se cultivan en ellos son pequeñas, poco productivas y generalmente mas sensibles al ataque de plagas y enfermedades. En el caso particular del frijol hemos observado que esas condiciones las semillas acumulan mas proteínas, que el almidón tiene mas amilopectina y es menos susceptible la degradación enzimática. La carencia de fósforo (al igual que otros tipos de estreses) reduce la disponibilidad de energía y seguramente éste es un factor importante para la implementación de las estrategias con las que las plantas buscan adaptarse a esa situación. _x000D_ En células animales y levaduras los complejos AMPK y SNF1 respectivamente, funcionan como sensores energéticos: se activan por condiciones que reducen la disponibilidad de ATP y al fosforilar residuos de serina en enzimas que ocupan posiciones clave en el metabolismo, inhiben procesos de síntesis y favorecen procesos catabólicos, con lo cual contribuye a lograr un mejor balance energético. El complejo SnRK1 de plantas tiene acividad de serín-cinasa y alta homología con las cinasas AMPK y SNF1. Las evidencias disponibles sugieren que SnRK1 también funciona como regulador energético. Se ha demostrado que puede fosforilar a nitrato reductasa, sacarosa P-sintasa, HMG-CoA reductasa y trehalosa sintasa y hay una lista larga de genes que codifican para blancos potenciales que deben ser corroborados experimentalmente. SnRK1 es un complejo formado por una subunidad catalítica y 2 regulatorias. En Arabidopsis existen entre 2 y 3 genes que codifican para cada una de las subunidades y la heterogeneidad resultante al combinar esas variantes puede contribuir a la capacidad del complejo para fosforilar diferentes sustratos. La actividad del complejo SnRK1 es muy importante para que semillas de chicharo y Arabidopsis se desarrollen adecuadamente y por la función que se le atribuye pensamos que su importancia podría ser mayor cuando las plantas enfrentan los efectos de la deficiencia de fósforo._x000D_ En éste trabajo se analizará (1) la actividad del complejo SnRK1 durante el desarrollo de la semilla de frijol, (2) el efecto que sobre ella tiene la deficiencia de fósforo, y (3) si puede estar involucrada en la reducción en la cantidad de amilopectina que caracteriza al almidón producido por las plantas que sufren limitación de fósoforo._x000D_

En la actualidad es necesario producir alimentos en cantidades mayores, al mismo que es deseable mejorar tanto sus propiedades nutricionales como las características importantes para su procesamiento industrial. Sin embargo, las necesidades son cada vez mayores y los recursos disponibles cada vez mas escasos (tierras de buena calidad, agua, fertilizantes, control de plagas y enfermedades, etc.), por lo que es urgente usar todas las herramientas disponibles._x000D_ Son muchos los factores que limitan la producción de los cultivos, sin embargo, la falta de fósforo asimilable es algo que afecta a la mayor parte de los suelos agrícolas de México y por la importancia que este nutriente tiene en la fisiología de las plantas, es responsable directo de grandes pérdidas. Si bien es un problema que puede resolverse con el uso de fertilizantes químicos, la solución es temporal y costosa, pues gran parte del fertilizante aplicado se transforma en poco tiempo en complejos no asimilables. A la par de otras alternativas que también deben explorarse, es necesario trabajar en la obtención de plantas capaces de modificar su metabolismo y sobrevivir de la mejor manera en esas condiciones. Se han hecho estudios muy completos en donde se aprecia que miles de genes modifican su expresión en respuesta a la deficiencia de fósforo, sin embargo, es indispensable establecer el efecto de esta condición sobre diferentes procesos._x000D_ La investigación que se pretende realizar parte del supuesto de que las cinasas SnRK1 son censores energéticos capaces de modificar muchos procesos metabólicos y contribuir a las estrategias de sobrevivencia a condiciones adversas. En ese sentido, el proyecto tiene 4 objetivos fundamentales: 1) establecer si la composición del complejo e importante para su actividad, 2) si esta es una variable que se modifica en respuesta al desarrollo o a condiciones ambientales adversas, 3) establecer si el complejo SnRK1 puede conribuir a adecuar el desarrollo de la semilla a un ambiente en donde hay una disminución importante en la energía, y 4) si la actividad de este complejo es importante para definir las características del almidón que las plantas producen cuando hay deficiencia de fósforo._x000D_ _x000D_ Finalmente, decidimos trabajar con frijol porque esta es una especie muy arraigada en nuestra cultura y un cultivo muy importante en muchos lugares en donde cultivos mas rentables no prosperan. Pensamos que la información generada puede proveernos de elementos necesarios para aprovechar variabilidad genética existente en nuestro país.