L'objectiu del nostre treball és incrementar el coneixement de l'metabolisme vegetal per obtenir, mitjançant enginyeria metabòlica, plantes amb valor nutricional afegit o millor adaptades als estressos mediambientals com ara el canvi climàtic. Per a tal propòsit, combinem aproximacions de tipus metabolòmic, bioinformàtic, proteòmica i genòmica. El nostre treball s'ha centrat en l'estudi de diverses rutes del metabolisme primari (la glicòlisi, i rutes de biosíntesi de serina) i secundari (ruta de biosíntesi de glucisinolats).
En l'actualitat el nostre estudi es centra en el metabolisme de la serina. Les plantes posseeixen diverses rutes de biosíntesi de serina. El nostre grup ha caracteritzat funcionalment una d'elles per primera vegada en plantes, l’anomenada ruta fosforilativa. Aquesta ruta havia estat considerada de poca importància en els vegetals, però hem demostrat que és essencial per al desenvolupament de les plantes. La serina és també essencial per al metabolisme del sofre, i alguns metabòlits crucials per a la resposta de les plantes a l'estrès biòtic i abiòtic contenen sofre orgànic [glutatione, fitoquelatines, glucosinolats (GSL)] o el requereixen [àcid abscísic] en els seus processos biosintètics. Estem estudiant els mecanismes bàsics que connecten les rutes de biosíntesi de serina amb el metabolisme secundari, i com la reprogramació metabòlica de les rutes dependents de serina pot ajudar a les plantes a tolerar els estressos biòtics (defensa enfront de patògens) i abiòtics (sal, sequera, metalls pesats), especialment en condicions de canvi climàtic (alts nivells de CO2 i temperatures).
Un dels mecanismes de tolerància de les plantes a estressos mediat per la serina podria realitzar-se a través dels GSLs, derivats de serina abundants en espècies de la família de les brassicàcies. Aquests GSLs tenen una funció en la defensa contra l'atac d'insectes i patògens. A més, els GSLs no tenen efectes perniciosos sobre la salut humana, sinó que s'ha descrit que tenen propietats anticancerígenes. En aquest sentit, els isotiocianats (derivats bioactius dels GSLs) són considerats els fitonutrients responsables de les propietats anticancerígenes de les bràssiques (brocoli, cols de Brussel·les, coliflor). Existeixen més de 200 tipus de GSLs, i només s'ha estudiat la capacitat antipatogénica, anti-insecticida o anticancerígena d'uns pocs. El nostre grup està aprofundint en l'estudi de les relacions entre GSL específics i tolerància a estressos biòtics.
La planta model Arabidopsis thaliana s'utilitza com un enfocament de prova de concepte per a molts dels estudis que realitzem, però aquests també s'estenen a la dacsa, espècie d’interés agronòmic, i genotips de Brassica oleracea, seleccionats pel seu alt nivell de GSLs i /o el seu interès agronòmic.
