Separación de funciones DELLA mediante la generación de alelos arísticos

Abstract

[ES] Debido a su naturaleza sésil, las plantas han de enfrentarse "in situ" a variaciones ambientales que pueden comprometer su supervivencia y éxito reproductivo. Para ello las plantas han desarrollado mecanismos con los que monitorizar constantemente el ambiente (intensidad y calidad de la luz, temperatura, disponibilidad de agua y nutrientes, etc.) y reajustar su desarrollo en consecuencia. Por ejemplo, cuando las condiciones ambientales son adversas (estrés abiótico), las plantas frenan el crecimiento y simultáneamente activan los mecanismos de defensa. Las proteínas DELLA juegan un papel central en esta respuesta coordinada gracias a su capacidad de interaccionar con más de 300 proteínas, principalmente factores de transcripción (TFs), que regulan procesos tan diversos como la división celular, la elongación celular o la biosíntesis de compuestos antioxidantes. En concreto, las DELLA reprimen el crecimiento mediante la interacción con TFs de las familias TCP, PIF y BES1/BZR principalmente mientras que desencadenan las respuestas defensivas mediante la interacción con proteínas de la familia JAZ entre otras. Aunque se ha argumentado que el freno del crecimiento es imprescindible para la redistribución de recursos energéticos en la planta, estudios más recientes indican que esto no es así, sino que la percepción del estrés provoca la acumulación de DELLAs por su papel positivo en defensa y esta acumulación es la que causa la represión colateral del crecimiento. En este trabajo se propone la generación y caracterización de alelos arísticos DELLA (del inglés `edgetic alleles"), es decir, versiones de las proteínas DELLA que pierdan específicamente la capacidad de interaccionar con factores promotores del crecimiento pero que mantengan la capacidad de interaccionar con proteínas con efecto positivo en defensa. Por tanto, nuestro objetivo último es utilizar las DELLA como herramienta biotecnológica para obtener plantas cuyo crecimiento no se vea penalizado en condiciones de estrés. La realización de este proyecto conllevará el aprendizaje de técnicas de vanguardia en biología molecular y celular como co-inmunoprecipitación de proteínas y microscopía confocal.

[EN] In a stressful situation, plants slow down their growth and simultaneously activate their defense mechanisms. defense mechanisms. The DELLA proteins play a central role in this coordinated coordinated response through their interaction with more than 300 proteins, mainly transcription factors (TFs). transcription factors (TFs). Specifically, DELLAs repress growth by interacting with TFs of the through interaction with TFs from the TCP, PIF and BES1/BZR and ARR families mainly, while they promote defensive responses by interacting with proteins of the JAZR and interaction with JAZ family proteins. The aim of this master thesis has been to functionally characterize the activity of potential alleles of GAI, variants of this DELLA that have selectively lost certain functions. functions. Previous work in the group identified several GAI clones that did not interact with PIF but did interact with PIF but did interact with ARR1 and JAZ in yeast assays. The phenotypic phenotypic analysis performed in this TFM shows that the GAI aristatic alleles complemented root root development (DELLA-ARR1 interaction-dependent) and defense gene activation (DELLA-ARR1-dependent) and (DELLA-JAZ interaction-dependent) in loss-of-function dellaKO mutants. dellaKO loss-of-function mutants. However, these alleles did not complement the development of the development (DELLA-PIF interaction-dependent). Thus, it is concluded that a strategy has been the development of a strategy to uncouple different DELLA activities in plants. DELLA activities.