Identificación de componentes implicados en la integración de las señales lumínicas percibidas por los fotorreceptores en Arabidopsis Thaliana

• Autores: Trupkin, Santiago Ariel
• Año de publicación: 2008
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Casal, Jorge José
• Materia: ARABIDOPSIS; LUZ; FITOCROMOS; CRIPTOCROMOS; INTEGRACION DE SEÑALES LUMINICAS; DES-ETIOLACION; CICLOFILINA; CISTEIN PROTEASAS; CISTATINAS; ARABIDOPSIS THALIANA; LIGHT; PHYTOCHROMES; CRYPTOCHROMES; INTEGRATION OF LIGHT SIGNALS; DE-ETIOLATION; CYCLOPHILIN; CYSTEINE PROTEASES; CYSTATINS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La luz es uno de los principales factores ambientales que regulan el crecimiento y desarrollo de las plantas. A lo largo de su ciclo de vida, desde la germinación hasta la floración, las plantas monitorean la intensidad, la composición espectral, la dirección y la duración de la luz y utilizan la información del ambiente lumínico para ajustar su desarrollo al ambiente. La percepción de las señales lumínicas está mediada por fotorreceptores específicos como los fitocromos (phy) que perciben la luz roja y rojo lejana y los criptocromos (cry) capaces de percibir la luz azul y UV-A. La des-etiolación es un proceso que requiere la integración de las señales lumínicas percibidas por ambos tipos de fotorreceptores. Son pocos los elementos caracterizados que actúen en la convergencia entre dos o más vías de señalización, o aguas abajo de los puntos de convergencia. Este trabajo aporta nuevos elementos implicados en la integración de las señales lumínicas percibidas por phy y cry en Arabidopsis thaliana. En esta tesis, se aisló y caracterizó el mutante 84461-2 cuyo fenotipo de hipocotilo alargado en luz azul (percibida por cry) y/o rojo lejana (percibida por phyA) se debe a la sobre-expresión del gen ROC1/At4g38740 que codifica para una ciclofilina. Mutantes de pérdida de función del gen ROC1 presentan hiposensibilidad a todas las calidades de luz e hipersensibilidad al agregado exógeno de 24-epibrasinólido, sugiriendo que ROC1 actúa en la integración de las señales lumínicas y las señales hormonales. Por otro lado, aislamos el mutante 85086-1 que presenta respuestas reducidas a luz azul, rojo lejana y roja. El fenotipo del mutante es producido por sobre-expresión de un inhibidor de cisteín proteasas (cistatina), el cual podría inhibir cisteín proteasas endógenas. Mutantes de pérdida de función de genes de cistatinas y de cisteín proteasa presentaron fenotipos fotomorfogénicos, principalmente en respuesta a distintas calidades de luz. En conjunto, este trabajo contribuye con nuevos integradores de las señales lumínicas que pertenecen a familias de proteínas aún no descriptas en procesos fotomorfogénicos.
Light is a critical factor for plant development. Plants monitor the intensity, quality, direction and duration of light and use the information to adjust and optimize their growth and development. Perception of light signals is mediated by specific photoreceptors such as phytochromes (phy) that perceive red and far-red light and the cryptochromes (cry) that perceive blue and UV-A light. Seedling de-etiolation is a process that requires the integration of light signals perceived by both types of photoreceptors, but few elements acting in the convergence between two or more signaling pathways have been carachterized. This work provides insight into our understanding of light signaling by demonstrating a role of new elements involved in the integration of light signals perceived by phy and cry in Arabidopsis thaliana. We describe the 84461-2 mutant, which was isolated and characterized as a long hypocotyl mutant under blue (perceived by cry) and/or far-red (perceived by phyA) light. This phenotype is produced by over-expression of the ROC1/At4g38740 gene that encodes a cyclophilin. Loss-of-function mutants for the ROC1 gene are hyposensitive to all light qualities and hypersensitive to exogenously added 24-epibrassinolide, which suggests a role for ROC1 in the integration of light and hormonal signals. We also isolated the 85086-1 mutant that displays reduced de-etiolation under multiple wavebands. The phenotype of this mutant is produced by over-expression of a cysteine protease inhibitor (cystatin), which could inhibit endogenous cysteine proteases. Loss-of-function mutants of cystatin and cysteine protease genes displayed photomorphogenic phenotypes, in response to different wavebands. Taken together, the two mutants isolated here, uncover new light signal integrators that belong to protein families that had not been implicated in photomorphogenic processes.
Fil: Trupkin, Santiago Ariel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.