Metabolismo de cisteína y señalización

La asimilación de nutrientes es fundamental para el crecimiento y el desarrollo vegetal, y también determina la respuesta de la planta a las señales ambientales. La cisteína no sólo es un aminoácido proteinogénico, sino también un metabolito regulador esencial en plantas. Ocupa una posición central en el metabolismo de la planta debido a que es la molécula donadora de azufre reducido implicada en la síntesis de un gran número de biomoléculas esenciales y de compuestos de defensa formados en respuesta a diferentes condiciones ambientales adversas. Por otra parte, la cisteína per se y sus moléculas derivadas tienen una función en la señalización de procesos esenciales para el desarrollo adecuado de las plantas.
En los últimos años, nuestro grupo de investigación ha realizado un progreso significativo en la determinación de las funciones específicas que desempeñan las enzimas responsables de la biosíntesis de cisteína , y de los metabolitos producidos por ellas en la plantas. De este modo, nuestra investigación ha demostrado que en el citoplasma, estos metabolitos regulan un proceso esencial para la vida de la planta como es la autofagia, la resistencia a metales pesados, así como la respuesta inmune frente al ataque de patógenos. En la mitocondria, otros metabolitos derivados de cisteína son esenciales para el desarrollo de la raíz y también en la defensa de la planta a los patógenos. Por último, en el cloroplasto hemos mostrado la esencialidad de un compuesto derivado de cisteína en la protección de la actividad fotosintética.
Por lo tanto, el principal objetivo de nuestro grupo es actualizar el concepto de las funciones de la cisteína, desde un mero papel metabólico a un nuevo concepto de implicación en la señalización celular, tanto de la cisteína como de sus moléculas derivadas. Esta nueva visión revela nuevas y muy interesantes áreas de investigación potenciales, tales como determinar la función específica, las dianas, y la regulación de estas moléculas participando en la señalización y el control de diferentes procesos de la planta, así como de los mecanismos subyacentes.
A nivel aplicado, es interesante explorar el impacto de ciertos compuestos azufrados en la resistencia a metales pesados y sus aplicaciones en biorremediación de suelos contaminados, en la nutrición humana y animal para el desarrollo de nuevos fármacos y en la resistencia de cosechas a fitopatógenos.