PAREDES CELULARES, ESTRÉS Y NUTRICIÓN ANIMAL

Paredes celulares, estrés y nutrición animal

Grupo de trabajo

Dra. Marina Ciancia – Profesora Asociada FAUBA - Investigadora Independiente CONICET

Dra. María Cristina Matulewicz – Investigadora Principal Jubilada CONICET

Dra. Paula Virginia Fernández – Profesora Adjunta FAUBA – Investigadora Adjunta CONICET

Dra. María Elena Vago – Jefa de Trabajos Prácticos FAUBA – Investigadora UCA

Dr. Franco Andrés Arias Ilabaca – Ayudante de Primera FAUBA Dr. Bruno Gastaldi – Ayudante de Primera FAUBA

Lic. Rodrigo Antonio Rodríguez Sánchez – Ayudante de Primera FAUBA

Ing. Agr. Gonzalo Alejandro García de Leo - Ayudante de Primera FAUBA

Lic. Rocío Belén Deninotti - Ayudante de Primera FAUBA - Becaria de Doctorado UBA

Resumen

Las paredes celulares sintetizadas por las plantas y otros organismos son estructuras complejas y dinámicas que cumplen una diversidad de funciones: participan en los procesos de expansión celular, aportan sostén y forma a los distintos tipos celulares, actúan como protección mecánica y barrera frente al ataque de patógenos y generan respuestas a diferentes tipos de estrés abiótico. El estudio detallado de los principales componentes de estas estructuras, fundamentalmente polisacáridos, además de proteínas, lignina y otros compuestos minoritarios, es un aspecto esencial para el aprovechamiento de cualquier recurso vegetal, dado que la pared celular constituye un porcentaje muy importante de su biomasa.

En forma más específica, nos proponemos contribuir a dilucidar el rol de la pared celular y sus polisacáridos componentes en la resistencia de las plantas a la salinidad y otras condiciones de estrés abiótico. La salinidad de los suelos es un problema mundial que afecta la productividad de los cultivos, las comunidades microbianas, y las economías basadas en productos agrícolas. Altos niveles de salinidad inhiben el crecimiento de las raíces y de las partes aéreas fotosintéticas, limitando la disponibilidad de agua, causando daños celulares y modulando la actividad de sistemas hormonales que controlan procesos básicos como la división y elongación celular. Este objetivo se aborda mediante el estudio de diferentes sistemas: la planta modelo Arabidopsis thaliana, la leguminosa forrajera Lotus tenuis, la especie andina Chenopodium quinoa, soja (Glycine max) y gramíneas de los géneros Festuca, Deschampsia y Distichlis adaptadas a diferentes tipos de estrés. Por otro lado, las macroalgas representan un elemento de gran importancia en los extensos ecosistemas marinos de nuestro país, desde el punto de vista ambiental y en muchos casos también como recurso económico. Los polisacáridos sulfatados sintetizados por estos organismos se utilizan en la industria alimentaria, cosmética y farmacéutica como agentes espesantes y gelificantes, y presentan también actividad antiviral, anticoagulante, antitumoral y efectos variables sobre el sistema inmune. Además de sus potenciales aplicaciones, el estudio de los componentes de la pared celular de las macroalgas aporta a la comprensión de aspectos biológicos, adaptativos y evolutivos de sumo interés. En esta línea, nuestro trabajo se centra en algas verdes marinas y de agua dulce de los órdenes Bryopsidales, Cladophorales y Ulotrichales y algas rojas marinas nativas e invasoras.

Abstract

Plant cell walls and those synthesized by other organisms are complex and dynamic structures that fulfill a wide range of functions: they participate in cell expansion processes, provide support and shape to different cell types, act as mechanical protection and barriers against pathogen attack, and mediate responses to various types of abiotic stress. The detailed study of the main components of these structures — primarily polysaccharides, together with proteins, lignin, and other minor compounds — is essential for the efficient use of any plant resource, since the cell wall constitutes a major proportion of plant biomass.

More specifically, our research aims to contribute to the understanding of the role of the cell wall and its polysaccharide components in plant resistance to salinity and other abiotic stress conditions. Soil salinity is a worldwide problem that affects crop productivity, microbial communities, and economies based on agricultural production. High salinity levels inhibit root and shoot growth, limiting water availability, causing cellular damage, and modulating hormonal systems that regulate basic processes such as cell division and elongation. This objective is addressed through the study of different systems, including the model plant Arabidopsis thaliana, the forage legume Lotus tenuis, the Andean species Chenopodium quinoa, soybean (Glycine max), and several grass species from the genera Festuca, Deschampsia, and Distichlis adapted to different stress conditions.

Macroalgae also represent a highly important component of the extensive marine ecosystems of our country, both from an environmental perspective and, in many cases, as an economic resource. The sulfated polysaccharides synthesized by these organisms are widely used in the food, cosmetic, and pharmaceutical industries as thickening and gelling agents, and they also exhibit antiviral, anticoagulant, antitumoral, and immunomodulatory activities. Beyond their potential applications, the study of macroalgal cell wall components contributes to the understanding of biological, adaptive, and evolutionary aspects of great interest. In this area, our work focuses on marine and freshwater green algae from the orders Bryopsidales, Cladophorales, and Ulotrichales, as well as native and invasive marine red algae.

Publicaciones seleccionadas / Selected publications

Cross-linked agarose by reaction with sodium trimetaphosphate for controlled drug release. R.A. Rodríguez Sánchez, R. Tuvikene, L. Fabián, M.C. Matulewicz, M. Ciancia, H. Prado. ACS Applied Polymer Materials 8(9), 6127–6137 (2026)
Glucuronoxylans from Moringa oleifera and other wood species obtained by alkaline extraction: Modulation of uronic acid content depending on the dosage of sodium borohydride. D. Ochoa Torres, P.V. Fernández, D.A. Navarro, M.N. Piol, M.I. Errea, M. Ciancia. Carbohydrate Polymers 373, 124578 (2026)
Pectins and hemicelluloses from cell walls of hulls from developing soybean seeds. F.A. Arias Ilabaca, J.A. Zavala, M. Ciancia. International Journal of Biological Macromolecules 305 ,140882 (2025)
From root to leaf: Cell walls of the halophytic grass Distichlis laxiflora comprise highly substituted glucuronoarabinoxylans. P.V. Fernández, M.E. Schloymann, M. Ciancia. Plant Physiology and Biochemistry 221, 109663 (2025)
Structure-antioxidant activity relationship of xylooligosaccharides obtained from carboxyl-reduced glucuronoarabinoxylans from bamboo shoots. V.M. Zelaya, P.V. Fernández, M. Ciancia. Food Chemistry 455, 138761 (2024)
Cell wall composition and nutritional quality through seasons of the saltgrass Distichlis laxiflora growing in halophytic and mesophytic meadows. P.V. Fernández, M.E. Vago, J.P. Ezquiaga, S. Maiale, A. Rodriguez, J.M. Acosta, M. Gortari, O.A. Ruiz, M. Ciancia. Plant Stress 13, 10051 (2024)
A novel substitution pattern in glucuronoarabinoxylans from woody bamboos. V.M. Zelaya, P.V. Fernández, M. Ciancia. Carbohydrate Polymers 321, 121356 (2024)
Complex sulfated galactans from hot water extracts of red seaweed Asparagopsis taxiformis comprise carrageenan and agaran structures. R.A. Rodríguez Sánchez, K. Saluri, R. Tuvikene, M.C. Matulewicz, M. Ciancia. Carbohydrate Polymers 321, 121314 (2023)