Identificación y caracterización de genes involucrados en el desarrollo y crecimiento de las plantas

En este trabajo de Tesis de Doctorado nos propusimos identificar y caracterizar módulos regulatorios que promuevan el crecimiento post‐embrionario en plantas, utilizando como sistema modelo raíces de Arabidopsis thaliana. Para ello, iniciamos analizando datos de un experimento de transcriptoma de células en G2/M, en el cual identificamos 38 FTs que presentan una expresión enriquecida en el meristema radicular y en esta fase del Ciclo Celular Mitótico (CCM), por lo que serían potenciales reguladores de la progresión a través de las fases G2/M del CCM. Dentro de ellos identificamos un gen de la familia GRAS de FTs llamado SCL28, en el cual profundizamos el análisis. Confirmamos su pico de expresión en células en G2/M y determinamos que esta expresión se debe en parte a la regulación por los FTs MYB3Rs. Mediante construcciones reporteras determinamos que la proteína de SCL28 está localizada en el núcleo, presenta un patrón en forma de parches en el meristema radicular en y una expresión oscilante en el CCM. Además, determinamos que su expresión, si bien presenta un máximo en el meristema, también se detecta en menores niveles en la zona de transición, de elongación y de maduración. El análisis fenotípico de una variedad de plantas mutantes y transgénicas en SCL28, mostró órganos en desarrollo con más células de menor tamaño y un mayor número de células en G2/M. Además, se observaron claros defectos en la determinación y/o mantenimiento del plano de división celular y paredes celulares incompletas y asimétricas. Finalmente, encontramos que las plantas con inactivaciones en SCL28 presentan en hojas y raíces células meristemáticas y maduras menos expandidas. El análisis del transcriptoma por RNA-seq indica que SCL28 controla la expresión génica no solo en células del meristema en G2/M, sino también en células que se encuentran en otras zonas de desarrollo de la raíz y en otras fases del ciclo celular. Notablemente, entre los genes reprimidos en scl28-3 encontramos genes que promueven la endorreplicación. En concordancia con estos datos, determinamos que las mutantes en SCL28 presentan menor polipliodía somática de altos niveles de ploidía nuclear. En resumen, hemos demostrado que SCL28 que presenta roles múltiples en el desarrollo de las plantas. En primer lugar, este FT promueve la proliferación celular y la progresión a través del CCM en las células en activa división celular presentes en los meristemas. Además, SCL28 está involucrado en la transición desde el CCM a ER presumiblemente gracias a la activación de inhibidores de CDKs mitóticas. Finalmente, SCL28 promueve la expansión celular tanto en células en mitosis como en células en diferenciación regulando, entre otros, a genes relacionados al metabolismo y biogénesis de las paredes celulares.