Estudio de la proteína de splicing, SC35, durante el estrés abiótico en Arabidopsis thaliana

• Autores: Castro, Luciana Marina
• Año de publicación: 2023
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Mazzella, María Agustina
• Materia: ARABIDOPSIS; SPLICING ALTERNATIVO; SC35; eIF4A; ARABIDOPSIS; ALTERNATIVE SPLICING; SC35; eIF4A
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Investigaciones previas del laboratorio muestran que una breve exposición a la luz blanca en plántulas etioladas alteran el estado de fosforilación de algunas proteínas, en un proceso independiente de la vía clásica que involucra a los fotorreceptores principales (phyA, phyB, cry1 y cry2). Tres de estas proteínas captaron nuestra atención particular: SC35, eIF4A1 y eIF4A2. SC35 es un miembro de la familia de proteínas reguladoras del splicing llamadas proteínas SR (ricas en serina y arginina) y presente en tejidos verdes. Dado que el mecanismo de splicing alternativo, contribuye a la versatilidad de la regulación génica y la adaptación a los cambios ambientales, estas resultan cruciales. Sin embargo, dada la redundancia funcional inherente en esta familia, el impacto específico de SC35 sigue siendo incierto. Para abordar esto, generamos plantas transgénicas con un promotor constitutivo para analizar su función. Mostramos que el trascripto de SC35 se encuentra presente en plántulas etioladas, aunque no observamos cambios en el largo del hipocotilo o apertura del gancho apical cuando en condiciones de oscuridad. La señal de YFP de las líneas p35:SC35:YFP se localizó en el núcleo, y los niveles del transgen se correlacionan con fenotipos con hojas senescentes y menor área de la roseta en condiciones de luz continua y fotoperíodos cortos. Frente a varios tipos de estrés abiótico, las plantas sobreexpresantes de SC35 no presentaron diferencias comparadas con las WT. También generamos dos líneas transgénicas de SC35 junto con su secuencia 3’UTR, que mostraron fenotipos opuestos a las líneas sobreexpresadas de SC35 sin la secuencia 3’UTR. Las líneas p35S:SC35::YFP+3’UTR crecidas en condiciones de oscuridad exhibieron hipocotilos más cortos y mantuvieron su gancho apical más cerrado en comparación con el WT. Además, mostraron un desarrollo fenotípicamente normal en plantas adultas. Estos resultados sugieren que la secuencia no codificante 3’UTR sería importante para la función de SC35 en plantas. Por otro lado, el análisis de los mutantes de eIF4A1 mostró una reducción en la elongación del hipocotilo en oscuridad que no puede ser explicada totalmente por un retraso en el tiempo de germinación. Estas observaciones destacan las diferencias en los roles de estas proteínas pertenecientes a familias con alto grado de redundancia y abren nuevas vías para futuras investigaciones sobre el desarrollo de las plantas.
Previous research made in the laboratory show that a brief exposure of etiolated plants to white light can alter the phosphorylation status of some proteins by using a different pathway from the classic one that involves the main photoreceptors (phyA, phyB, cry1 y cry2). Three of these proteins caught our attention: SC35, eIF4A1 and eIF4A2. SC35 is a member of the splicing regulatory family called SR (rich in serine and arginine), and it is present in green tissue. These proteins are very important because alternative splicing is a mechanism that regulates the genetic versatility and the adaptation to changing environments. Even though this family has functional redundancy, the precise impact caused by SC35 remains uncertain. In order to analyze its function we generated transgenic plants with a constitutive promoter. We demonstrated that the SC35 transcript is present in etiolated plants even though we could not see any changes on the hypocotyl length or the hook opening grown in darkness conditions. The YFP signal of p35S:SC35:YFP lines, localized inside the nucleus and high levels of the transgene generates adult plants with senescent leaves and smaller rosette area grown under continuous light and short day photoperiod. Under different types of abiotic stress, these transgenic plants that overexpress SC35, did not have a significant difference compared to WT plants. Also, we generated two transgenic lines of SC35 with its 3’UTR sequence that showed the opposite phenotype to the lines that did not have this last sequence. The p35S::YFP:SC35+3’UTR lines, grown under dark conditions showed shorter hypocotyls and closed apical hooks, compared to WT plants. Moreover, they had a normal phenotypic development in adult plants. These results suggest that the 3’UTR sequence may be important for SC35 function in plants. On the other hand, mutant plants of eif4a1 showed short hypocotyls when grown in dark conditions that cannot be totally explained by a retarded germination time. These observations highlight the differences in the functions of these proteins that belong to families with a high degree of redundancy and opens new ways to future research in plant development
Fil: Castro, Luciana Marina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.