Regulación post-transcripcional del desarrollo y la respuesta a estrés abiótico de "Arabidopsis thaliana" L. mediada por el complejo LSM1-7

Abstract

La regulación de la expresión génica juega un papel clave en los procesos de diferenciación celular a lo largo del desarrollo de los organismos vivos. Además, la reprogramación de dicha expresión es esencial para su correcta adaptación al medio que les rodea. Las plantas, al ser sésiles, requieren mecanismos que modulen la expresión génica de manera rápida y precisa permitiendo adaptar su desarrollo y fisiología a los continuos cambios ambientales a los que están sometidas. Los resultados que presento en esta tesis doctoral permiten establecer un nuevo mecanismo de regulación post- transcripcional de la expresión génica en plantas. El estudio, llevado a cabo en la especie modelo Arabidopsis thaliana L., reveló la existencia de un total de 11 genes LSM, tres de ellos duplicados, que originan proteínas capaces de formar complejos heteroheptaméricos con diferente localización subcelular y función. Uno de estos complejos, formado por las proteínas LSM1-7, es citoplásmico y se localiza en los cuerpos de procesamiento (P-bodies) en respuesta a condiciones de estrés tales como calor, temperaturas bajas, sequía o salinidad. La caracterización funcional de la proteína LSM1, subunidad que define este complejo, reveló su papel clave durante todo el desarrollo de Arabidopsis, así como en la tolerancia a helada, sequía y altas concentraciones de sal, regulando la expresión génica a nivel post-transcripcional. El complejo LSM1-7 interacciona con distintos tránscritos promoviendo su decapping y posterior degradación. Este efecto primario sobre los mensajeros diana se traduce, consecuentemente, en cambios masivos de la expresión génica que determinan el correcto desarrollo de Arabidopsis y su adaptación a diferentes situaciones ambientales adversas. Sorprendentemente, nuestros resultados han puesto de manifiesto que el complejo LSM1-7 interacciona de manera selectiva con distintos tránscritos diana en función del estadio de desarrollo y/o de la situación de estrés frente a la cual la planta se vea expuesta. El estudio de los mecanismos moleculares que determinan la especificidad mediada por el complejo LSM1-7, supone un reto apasionante para futuros trabajos.