Identificación y caracterización de sistemas transportadores de Ca2+ de tipo II-B ATPasa (ACAs) involucrados en la expansión celular polar de los pelos radicales

• Autores: Carignani Sardoy, Mariana
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Estévez, José Manuel
• Materia: ARABIDOPSIS; PELO RADICAL; RAIZ; TRANSPORTE DE CA2+; ATPASA DE CA2+; CRECIMIENTO POLARIZADO; ARABIDOPSIS; ROOT HAIR; ROOT; CA2+ TRANSPORT; CA2+ ATPASE; POLARIZED GROWTH
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Los pelos radicales son excelentes sistemas modelo para estudiar el tamaño y la polaridad de las células, ya que se alargan varios cientos de veces su tamaño original. El crecimiento apical está determinado tanto por señales intrínsecas como ambientales. La detección de señales y su transducción se basan en la oscilación de la concentración de Ca2+ que determina un nivel citoplasmático óptimo del mismo. Los mecanismos moleculares que subyacen al ajuste de la homeostasis del Ca2+ y la contribución de las organelas a su concentración citoplasmática no han sido esclarecidos. La planta modelo Arabidopsis thaliana presenta varias rutas de eflujo, incluidas las que emplean bombas de Ca2+ de la familia Ca2+-ATPasa auto-inhibidas (ACA). En este trabajo identificamos que ACA2, y en menor medida ACA7, son los miembros más importantes de esta familia proteica durante el crecimiento del pelo radical. Demostramos que la dinámica de Ca2+ está severamente comprometida en la mutante aca2-2 mediante microscopía confocal y de light sheet. Asimismo, develamos que la mutación de los residuos del sitio de unión de Ca2+ de ACA2 (ACA2-ΔCa2+) afectó la capacidad de complementar la mutante aca2-2. En conjunto, nuestros hallazgos sugieren que ACA2 y ACA7, localizados en el retículo endoplasmático, son cruciales para modular las señales de Ca2+ y su ausencia conduce a deficiencias en la elongación de los pelos radicales.
Root hairs (RH) are excellent model systems for studying cell size and polarity since they elongate several hundred-fold their original size. Their tip growth is determined both by intrinsic and environmental signals. Signal sensing and downstream transduction both rely on oscillating Ca2+ concentrations that determines an optimal Ca2+ cytoplasmic level. The molecular mechanisms underlying the Ca2+ homeostasis fine tuning and the Ca2+ organellar contributions to the cytoplasmic pool remain unclear. In the model plant Arabidopsis thaliana, many efflux routes are present, including those that employ Ca2+ -pumps from the Autoinhibited Ca2+-ATPase (ACA) family. Here, we identified that ACA2, and to a lower extent ACA7, are the most important ACAs required to maintain RH growth. Here, we showed that Ca2+-dynamics is severely compromised in aca2-2 mutant by confocal and light sheet microscopies. Finally, ACA2 with mutations in selected Ca2+ binding residues (ACA2-ΔCa2+) affected the capability to complement the aca2-2 mutant. Collectively, our findings suggest that ER-localized ACA2 and ACA7 are crucial for modulating Ca2+ signals, and their absence leads to impairments in RH cell elongation.
Fil: Carignani Sardoy, Mariana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.