Examinando por Autor "Baulies, Julia Lidia"

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    Participación de microARNs en el crecimiento y la regeneración de la raíz en Arabidopsis
    (2022) Baulies, Julia Lidia; Palatnik, Javier F.; Schommer, Carla
    La vida de las plantas vasculares requiere de las funciones de anclaje y absorción que cumple su sistema radicular, el cual, a su vez, depende de la actividad de sus meristemas. En el meristema apical de la raíz (MAR) de la planta modelo Arabidopsis thaliana, una red regulatoria compleja subyace a una anatomía visualmente sencilla por su disposición en filas celulares ordenadas. Además de seguir un programa de desarrollo finamente regulado y sostener un crecimiento continuo durante todo su ciclo de vida, las plantas también deben adaptarse a los estímulos del entorno, que muchas veces pueden ser adversos. Para garantizar la continuidad del crecimiento, existen diversos mecanismos de regeneración que permiten recuperar los meristemas ante eventuales injurias. La remoción del extremo de la raíz, incluyendo al nicho de células madre (NCM), es un sistema modelo para estudiar la regeneración vegetal. Tras dicho evento, las células remanentes atraviesan rápidos cambios de identidad para reorganizarse y reconstruir el NCM perdido. Algunos estudios han comenzado a elucidar los mecanismos que habilitan este proceso; no obstante, hasta el momento, no hay trabajos que aborden el papel de los ARNs pequeños en la reconstrucción del NCM, a pesar de sus prominentes funciones en el desarrollo y la respuesta a los cambios ambientales. Los ARNs pequeños de plantas son moléculas cortas, de entre 20 y 24 nucleótidos de longitud, que participan tanto en la regulación del programa de desarrollo como en la respuesta a estreses bióticos y abióticos, a través de la represión de genes específicos (los targets). Se dividen en dos grandes grupos: los microARNs y los ARNs pequeños de interferencia (siARNs). Mientras que la síntesis de los primeros está mediada por la endonucleasa DICER-LIKE 1 (DCL1), asistida por HYPONASTIC LEAVES 1 (HYL1), la producción de los últimos depende de las acciones parcialmente redundantes de DCL2, DCL3 y DCL4. Impedir la biogénesis de ARNs pequeños resulta en severas anomalías en el desarrollo o la respuesta a diferentes tipos de estrés. Por esta causa, en este trabajo nos abocamos a estudiar el papel de los ARNs pequeños en el crecimiento y la regeneración de la raíz, tanto a nivel de sistemas ARN pequeño-targets específicos como en general. En una primera instancia, evaluamos el rol del sistema miR396 GROWTH-REGULATING FACTORs (GRFs) en las poblaciones celulares del MAR y en la regeneración del NCM. Nuestras observaciones indican que los factores de transcripción GRF son necesarios para sostener en el tiempo la estabilidad del MAR y de los niveles de reguladores maestros en el meristema. Al mismo tiempo, este sistema controla el potencial y la tasa de regeneración: la sobre-expresión de miR396 expande la zona de tolerancia al corte, pero enlentece la regeneración, mientras los GRFs restringen el potencial regenerativo del tejido, pero aceleran la reconstrucción del NCM. Frente a un corte suficientemente cercano al extremo de la raíz, la actividad de los GRFs es necesaria para poder llevar a término la reconstrucción de un NCM organizado, típico de A. thaliana. No obstante, y sorprendentemente, las raíces con bajos niveles de GRFs sostienen el crecimiento indeterminado a pesar de no completar la regeneración, probablemente gracias a una población dispersa de células madre. Luego, analizamos el papel del sistema miR319-TEOSINTE BRANCHED/CYCLOIDEA/PROLIFERATING CELL FACTORs (TCPs), cuyas funciones en el vástago han sido ampliamente estudiadas, en el desarrollo radicular. Impedir la represión de TCP4 por miR319 disminuye la proliferación celular, acortando el MAR y la raíz. Al mismo tiempo, provoca una desorganización del NCM. Por otro lado, la pérdida de función de los TCPs no genera cambios apreciables en este órgano, contrario a lo que se observa en las hojas, demostrando así dos mecanismos de acción diferentes según el contexto: en los vástagos miR319 ejerce una regulación cuantitativa, mientras que en las raíces reprime cualitativamente a sus targets. La función de miR319 parece cobrar mayor relevancia en el crecimiento de la raíz en general, que específicamente en la regeneración. Finalmente, estudiamos la participación general de los ARNs pequeños en el establecimiento del MAR y en la regeneración mediante el uso de líneas mutantes en genes de sus vías de síntesis. Mientras que no hallamos evidencia del requerimiento de los siARNs, los microARNs resultaron ser fundamentales en ambos aspectos. Una severa deficiencia en la producción de microARNs causó distorsiones el NCM, pero permitió sostener el crecimiento continuo. No obstante, frente a la remoción del extremo de la raíz, la regeneración se vio abolida. Aprovechando bases de datos públicas, identificamos diferentes sistemas microARN-targets cuyos balances se alteran tanto por la deficiencia de HYL1 como por el corte del extremo de la raíz. Esto dirigió nuestros esfuerzos a un grupo específico de sistemas a la hora de buscar mecanismos que explicaran, ya fuera total o parcialmente, los defectos observados en las mutantes de biogénesis de microARNs. De esta forma, identificamos nuevas funciones para el sistema miR165/166- HOMEODOMAIN LEUCINE ZIPPERs de clase III, tanto en el desarrollo como en la regeneración de la raíz