Mecanismos de acción de COP1 en la respuesta de las plantas al sombreado

• Autores: Pacín, Manuel
• Año de publicación: 2017
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Casal, Jorge José
• Materia: ARABIDOPSIS THALIANA; RESPUESTA AL SOMBREADO; CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENIC 1 (COP1); PHYTOCHROME INTERACTING FACTOR (PIF); ELONGATED HYPOCOTYL 5(HY5); LONG HYPOCOTYL IN FAR-RD (HFR1); ARABIDOPSIS THALIANA; SHADE AVOIDANCE; CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENIC 1(COP1); PHYTOCHROME INTERACTING FACTOR (PIF); ELONGATED HYPOCOTYL 5 (HY5); LONG HYPOCOTYL IN FAR-RED (HFR1)
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El crecimiento y el desarrollo de las plantas se encuentran fuertemente influenciados por el ambiente luminoso que las rodea. Las señales de sombreado por plantas vecinas desencadenan respuestas como el aumento del crecimiento del tallo. CONSTITTUTIVE PHOTOMORPHOGENIC 1 (COP1) es una E3 ligasa involucrada en la ubiquitinización de proteínas dirigidas a degradación. En plántulas crecidas en oscuridad, COP1 se acumula en el núcleo y la exposición a la luz causa la migración de COP1 al citosol. Si bien COP1 es también necesario para que se produzca la respuesta de crecimiento a las señales de sombra, sus mecanismos de acción en esta condición no han sido dilucidados. Los resultados expuestos en este trabajo muestran que COP1 se acumula en el núcleo en sombra natural y sombra simulada, sugiriendo un rol activo en la señalización de la sombra. Las proteínas PHYTOCHROME-INTERACTING FACTOR (PIF) son factores de transcripción centrales en la regulación de la señalización de la sombra y la promoción del crecimiento del tallo a través de las auxinas. Estudiamos la posible convergencia de la vía de señalización de los PIF con COP1 mediante el análisis del transcriptoma, los niveles de auxinas y distintas respuestas fisiológicas. Las proteínas HY5 y HFR1 son blancos moleculares de COP1 antes que las plántulas sean expuestas a la luz por primera vez. Ambos regulan negativamente la actividad de los PIF mediante diferentes mecanismos. Los resultados presentados demostraron que COP1 regula negativamente los niveles de HFR1, pero no de HY5, en condiciones de sombra, por lo que proponemos que este sería un punto convergencia entre ambas vías de señalización. Finalmente, mostramos que COP1 también regularía negativamente los niveles de proteínas DELLA, que son claves en la señalización de giberelinas e inhiben la acción de los PIF formando heterodímeros.
Plant growth and development are highly influenced by the light environment. Neighbour plant signals lead to responses like enhanced stem growth. CONSTITTUTIVE PHOTOMORPHOGENIC 1 (COP1) is an E3 ligase involved in the ubiquitin labeling of proteins targeted for degradation. In dark-grown seedlings, COP1 accumulates in the nucleus and light exposure causes COP1 migration to the cytosol. Although COP1 is also necessary for the growth response to shade signals, its mechanisms of action in this condition have not been elucidated. Here, we show that in Arabidopsis thaliana, COP1 accumulates in the nucleus under natural or simulated shade. PHYTOCHROME-INTERACTING FACTORS (PIF) are key transcriptional factors in shade signalling and growth control by modifying auxin levels. We studied the possible convergence among PIF and COP1 pathways by comparing their transcriptome, auxin levels and different physiological outputs. HY5 and HFR proteins are molecular targets of COP1 before the seedlings are exposed to light by the first time. Both negatively regulate PIF activity through different mechanisms. Our results demonstrate that COP1 negatively regulates HFR1 levels, but not HY5, in shade conditions. We propose that this would be a convergence point between both signaling pathways. Finally, we show that COP1 also negatively regulates DELLA protein levels, central regulators of gibberellins signaling that inhibit the PIF action forming heterodimers.
Fil: Pacín, Manuel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.