Cuando la Química se encuentra con la Biología.

When Chemistry meets Biology – Generating Innovative Concepts, Methods and Tools for Scientific Discovery in the Plant Sciences | Frontiers Research Topic

When Chemistry meets Biology – Generating Innovative Concepts, Methods and Tools for Scientific Discovery in the Plant Sciences. Erich Kombrink [et. al]. Frontiers.
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Las pequeñas moléculas biológicamente activas se aplican cada vez más en la biología de las plantas para diseccionar y comprender los sistemas biológicos. Esto es evidente por el uso frecuente de inhibidores potentes y selectivos de enzimas u otros procesos biológicos como la transcripción, la traducción o la degradación de proteínas.

A diferencia de los sistemas animales, que se nutren de la investigación farmacológica, el desarrollo sistemático de nuevas moléculas pequeñas bioactivas como herramientas de investigación para los sistemas vegetales es un área de investigación poco explorada. Esto es sorprendente ya que las pequeñas moléculas bioactivas tienen un gran potencial para generar nuevas y poderosas herramientas para la disección de diversos procesos biológicos.

En particular, cuando las pequeñas moléculas se integran en las estrategias genéticas (definiendo así la “genética química”), pueden ayudar a eludir los problemas inherentes a la genética clásica (avanzada).

Existen ahora ejemplos claros de descubrimientos importantes y fundamentales procedentes de la genética química vegetal que demuestran el poder, pero aún no plenamente explotado, de este enfoque experimental. Estos incluyen el desentrañamiento de los mecanismos moleculares y los pasos críticos en la señalización hormonal, la activación de las reacciones de defensa y los procesos intracelulares dinámicos.

La intención de este Tema de Investigación de Fronteras en Fisiología Vegetal es resumir el estado actual de la investigación en la interfaz entre la química y la biología e identificar los retos futuros de la investigación. Los temas de investigación cubrirán todos los aspectos de la biología química de las plantas, incluyendo la identificación de pequeñas moléculas bioactivas a través de procesos de cribado de bibliotecas químicas y fuentes naturales, que se basan en bioensayos robustos y cuantitativos de alto rendimiento, la evaluación crítica y la caracterización de la actividad del compuesto (selectividad) y, en última instancia, la identificación de su(s) objetivo(s) de proteínas y el modo de acción, que sigue siendo el mayor desafío de todos. También pueden presentarse nuevos métodos y herramientas de extracción de datos para evaluar el perfil de bioactividad de los compuestos, explorar el espacio químico para las relaciones estructura-función y la toma de huellas dactilares (metabolómica). Además, existe una necesidad continua de diversas biosondas específicas que ayuden a perfilar las actividades enzimáticas o a etiquetar selectivamente complejos de proteínas o compartimentos celulares. Para lograr estos objetivos y para añadir sondas y métodos adecuados a la caja de herramientas experimental, los biólogos de plantas necesitan cooperar estrechamente con los químicos sintéticos.

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