Caracterización molecular y funcional del gen PATHOGEN AND CIRCADIAN CONTROLLED 1 (PCC1) en Arabidopsis thaliana

Abstract

Las plantas son capaces de modificar los patrones de desarrollo tras percibir ciertos tipos de estrés. En Arabidopsis, se identificó PCC1 como un regulador positivo de la transición floral en respuesta al estrés generado por irradiación con luz UV-C. El análisis de plantas transgénicas pPCC1::GUS muestra que PCC1 se expresa durante los primeros días de desarrollo en estomas y haces vasculares de cotiledones. En hojas verdaderas en formación se detecta tinción GUS en su parte basal, incluyendo los haces vasculares, y se va extendiendo completamente a toda la superficie de hojas completamente formadas. Líneas que expresan construcciones de RNAi para PCC1 (iPCC1) presentan reducidos niveles de FT y, consecuentemente, una floración más tardía. El mecanismo por el cual PCC1 podría regular la transición floral parece estar relacionado con alteraciones en la transmisión de la señal por luz. Concomitantemente, las plantas iPCC1 muestran fenotipos parcialmente escotomorfogénicos en los distintos tipos de luz ensayados de forma independiente de la acumulación y señalización de GAs. El transcriptoma diferencial de plantas iPCC1 versus plantas silvestres muestra una clara implicación de PCC1 en procesos relacionados con defensa. De acuerdo con este hecho, hemos observado que las plantas iPCC1 son más susceptibles a la infección con el oomiceto hemi-biotrofo Phytophtora brassicae y más resistentes al hongo necrotrofo Botrytis cinerea. Además, las líneas iPCC1 presentan una regulación al alza de genes de respuesta a ABA, y una mayor sensibilidad a esta fitohormona para los distintos fenotipos analizados. Finalmente, entre los genes alterados en las líneas iPCC1 se observa una sobrerepresentación de genes implicados en el metabolismo y en el transporte de lípidos. La pérdida de función de PCC1 conlleva una reducción del 70% en los niveles de fosfatidilinositol, y en menor medida de otros tipos de lípidos polares como la fosfatidilserina o la fosfatidilcolina. Además, el análisis de la composición de ácidos grasos de cada tipo de lípidos polares revela un mayor grado de insaturación de sus cadenas laterales, fundamentalmente en la fosfatidilserina y el fosfatidilinositol. PCC1 es una proteína asociada a la membrana plasmática por su extremo carboxiterminal, el cual es responsable además de la formación de homodímeros. Aunque queda por dilucidiar los mecanismos por los cuales PCC1 puede regular procesos tan dispares molecularmente como la respuesta a patógenos y la transición floral, hemos observado que PCC1 interacciona con la subunidad CSN5 del signalosoma (CSN), lo que sugiere que PCC1 podría actuar como un regulador de la función de CSN, y en última instancia, de la degradación de proteínas por ubiquitinación.