Estudio epigenético en células de epidermis de raíz en Arabidopsis thaliana - Beyrne, Cecilia Carmen (2018)
Las raíces de las plantas están conformadas por varios tejidos, siendo el más externo de ellos la epidermis, la cual se encuentra en contacto directo con el medio circundante. La epidermis se halla representada por una única capa de células, formada por tricoblastos y atricoblastos. Ambos tipos celulares se diferencian, principalmente, por ser solamente en los tricoblastos donde tiene lugar la formación del pelo radicular. El pelo radicular es una estructura de tipo proyección tubular que surge debido al crecimiento polarizado de una región de la célula, y es, entre otras cosas, el principal responsable de la absorción de agua y nutrientes del sustrato. Su distribución en la raíz no es azarosa, sino que resulta altamente regulada y conservada, observándose ciertos patrones de distribución típicos según la especie. La expresión génica en los organismos puede estar regulada por diversos mecanismos, entre ellos se encuentran los de orden epigenético, siendo un ejemplo de esta clase, la regulación por metilación/desmetilación de citosinas en el ADN. En el presente trabajo de tesis se abordó el estudio de patrones de metilación de citosinas en genes involucrados en el proceso de diferenciación celular en la epidermis de la raíz, y también de algunos que codifican para proteínas necesarias para la formación del pelo radicular, usando para ello Arabidopsis thaliana como modelo, y la técnica de bisulfito de sodio para los análisis de metilación. Se buscó comparar dichos resultados con los obtenidos en mutantes de genes clave durante los procesos antes mencionados, seleccionados por presentar un cambio drástico en cuanto a densidad o largo del pelo radicular, para lo cual se realizó previamente un análisis de fenotipo de varias líneas mutantes. Al realizar los ensayos se encontró que los genes Glabra2 (Gl2), Myb23 y Ttg1 mostraron presencia de metilación, mientras que Wer, Cpc, Ext10 y Rsl1 no lo hicieron. Se estudió también si el patrón de metilación de Gl2 se veía afectado como consecuencia de una perturbación ambiental, como ser la presencia de estrés salino al adicionarle al medio de crecimiento concentraciones medias y altas de cloruro de sodio, o si se modificaba debido a una perturbación genética, como ser la mutación del gen Wer, Cpc o Ttg1 (codificando los tres para proteínas que actúan río-arriba de GLABRA2 en la cascada proteica implicada en la determinación del destino celular en la epidermis). En ambos casos se observó una alteración del patrón epigenético, denotándose una ganancia en el nivel global de metilación de la región analizada en el caso de los mutantes, y una disminución del mismo en el caso del estrés salino. En el trabajo se evalúa y comprueba la herencia de nuevos niveles de metilación adquiridos como consecuencia del estrés salino, realizándose para ello el ensayo con raíces de plantas crecidas en un medio sin estrés, pero cuyos progenitores se habían enfrentado a él. Por último, se muestra la ejecución de variadas técnicas (1. Metodología INTACT, 2. Aislamiento nuclear seguido por INTACT, y 3. Obtención de protoplastos diferencialmente marcados, seguido por aislamiento mediante citometría de flujo) con el objetivo de abordar los estudios epigenéticos de manera específica de tipo celular, buscándose un análisis comparativo de los patrones de metilación en tricoblastos y atricoblastos. Aunque el resultado de estos ensayos no fue satisfactorio, se muestra también el desarrollo de una estrategia propia que posibilita aproximar los resultados a dicho objetivo, y se muestra su aplicación al trabajo de investigación presentado.