Determinación de interacciones proteína - proteína entre

3 de junio de 2010, 12:10 hrs Alumno: Jeanneth Pablo Villa Programa: Maestría Tiempo en el programa: 9 meses Director de Tesis: Dr. Stefan de Folter Comité Tutorial: Dr. Neftalí Ochoa Alejo Dr. Mauricio Carrillo Tripp Determinación de interacciones proteína ‐ proteína entre factores de transcripción involucrados en el desarrollo del fruto de Arabidopsis thaliana El fruto es uno de los órganos más complejos de la planta, ya que está formado por muchos tipos de células y tejidos. La estructura del fruto seco dehiscente de Arabidopsis thaliana, también llamado vaina o silicua, refleja la doble función que desempeña, proveer protección a las semillas durante la maduración y facilitar la dispersión de las mismas (ej. Roeder y Yanofsky, 2006). El desarrollo y diseño del fruto está regulado por una red de moduladores que guían con gran precisión la expresión espacial y temporal de cada gen (ej. Alonso‐Cantabrana et al., 2007). El descubrimiento de nuevos componentes de la red de moduladores del fruto de Arabidopsis, permitirá comprende con mayor profundidad el desarrollo de los diferentes tipos de tejidos que lo forman, genes que controlan la formación de ejes y los procesos que regulan el desarrollo del fruto después de darse la fecundación. Muchos de los genes que se han identificado en plantas mutantes de A. thaliana, codifican para factores de transcripción. Los FT contienen dominios o módulos diferentes y separables funcionalmente; estos pueden ser dominios de activación o de unión al DNA. La mayoría de los factores de transcripción llevan a cabo su función formando complejos con otras proteínas. Identificar que proteínas están presentes en tales complejos puede ayudar a comprender como llevan a cabo su función y el mecanismo molecular detrás de tales interacciones. Para elucidar interacciones a nivel de proteína, el sistema de dos híbridos GAL4 en levadura (Y2H) es un método muy eficaz en especial para estudios a gran escala ya que permite analizar grandes grupos de proteínas en un único experimento global (Fields y Song, 1989). Se cuenta con una colección de factores de transcripción que fueron identificados dentro del perfil de expresión del fruto de A. thaliana (de Folter et al., 2004). Esta colección se analizará mediante ensayos de Y2H tipo matriz (ej. de Folter et al., 2005) para determinar posibles interacciones entre genes cuyos fenotipos mutantes, están estrechamente relacionada con la formación y desarrollo del fruto. Esto se realizará con el fin de obtener información que complemente el conocimiento actual sobre la red de interacciones que regulan el desarrollo del fruto en Arabidopsis. 3 de junio de 2010, 12:30 hrs Alumno: Ana Paulina Gaspar Valencia Programa: Maestría Tiempo en el programa: 9 meses Director(es) de Tesis: Dr. Alexander de Luna Fors Comité Tutorial: Dr. Jean‐Philippe Vielle Dr. Soledad Funes Identificación sistemática de los genes involucrados en el envejecimiento cronológico de Saccharomyces cerevisiae El envejecimiento es la pérdida de la capacidad reproductiva y el deterioro de las funciones fisiológicas conforme avanza la vida de un organismo. El estudio de las rutas genéticas que determinan el envejecimiento a nivel celular puede ayudar a entender mejor este proceso y, en un momento dado, ser capaces de amortiguarlo. La levadura Saccharomyces cerevisiae es un modelo excelente para este tipo de estudios, por su facilidad de manipulación y rapidez en análisis genéticos. Lo más importante es que muchos de los factores que se han encontrado hasta ahora relacionados con el envejecimiento son conservados evolutivamente en invertebrados y mamíferos, pudiendo ser un buen modelo para explicar lo que sucede a nivel celular en humanos. El objetivo de mi proyecto de Maestría es identificar los genes involucrados en el envejecimiento cronológico de S. cerevisiae usando un método de fenotipificación de alta resolución. Nos hemos propuesto implementar un sistema robótico automatizado para medir sistemáticamente y con precisión la longevidad de las aproximadamente 4,800 cepas de una colección de mutantes de pérdida de función para cada uno de los genes no escenciales de este organismo. Los resultados obtenidos en este ensayo nos ayudarán a identificar a los genes que afectan la tasa de envejecimiento, esto es, los genes individuales cuya inactivación provoca un aumento o disminución en el tiempo de vida poblacional. Además, evaluaremos el efecto de condiciones nutrimentales tales como la restricción calórica. En este día académico, presentaré la implementación del sistema robótico y los resultados del ensayo piloto en el que medimos la tasa de envejecimiento de 380 mutantes de genes del metabolismo de S. cerevisiae. Este experimento muestra que nuestra metodología funciona para medir el envejecimiento cronológico de manera eficiente y a muy buena resolución proporcionando así información valiosa sobre las condiciones genéticas y fisiológicas que llevan a la célula eucarionte a envejecer más lentamente o más rápidamente. Bibliografía ‐
Kaeberlein, M. 2010. Lessons on longevity from budding yeast. Nature. 464.:513‐519. 3 de junio de 2010, 12:50 hrs Alumna: Elvira Hernández Lagana Programa: Maestría Tiempo en el programa: 8 meses Director de Tesis: Dr. Jean‐Philippe Vielle Calzada Comité Tutorial: Dr. Alexander De Luna Fors Dr. Rafael Montiel Duarte Cuando en el sexo termina el silencio: Caracterización de gametofitos con rasgos apomícticos de ago9, una mutante en la ruta silenciamiento génico Mientras que la mayor parte de las angiospermas (plantas con flor) se reproducen de forma sexual para la producción de semillas, alrededor de 400 especies de 40 familias diferentes incluyendo monocotiledóneas y dicotiledóneas generan semillas de forma asexual cuya carga genética es idéntica a la de la planta madre por un proceso denominado apomixis. A diferencia de las plantas sexuales, en los individuos apomícticos el embrión se forma a partir de una o más células somáticas de manera independiente a meiosis y fecundación, sin embargo, a pesar de estas diferencias, la observación de la coexistencia de sacos embrionarios sexuales y apomícticos dentro del mismo óvulo en algunas especies, la expresión temporal y espacial semejante de genes entre plantas sexuales y apomícticas, y la identificación de mutantes de Arabidopsis thaliana capaces de generar endospermo de manera autónoma (sin fecundación) como fis y fie son parte de las evidencias que han llevado a pensar que a través de la manipulación del sistema reproductivo en las plantas sexuales podrían inducirse mecanismos apomícticos. El estudio del desarrollo del gametofito femenino de la mutante ago9 mostró que a diferencia de las plantas silvestres, las mutantes tienen la capacidad de diferenciar más de una célula subepidérmica de tejido esporofítico en los óvulos de estadíos tempranos, por lo que esta proteína participa en el control de la especificación celular. Esta serie de características observadas, además de hacer notar la importancia de AGO9 como un regulador en la determinación de la identidad celular, hacen pensar en rasgos muy similares a los que ocurren en aquellas plantas que se reproducen por apomixis. Todos estos hallazgos proponen un nuevo enfoque en el entendimiento del vínculo existente entre la regulación de mecanismos sexuales y apomícticos, por esta razón el presente proyecto está enfocado a caracterizar aquellos gametofitos desarrollados en las plantas mutantes ago9. Mediante el uso de diferentes marcadores moleculares se pretende revelar la identidad de las células presentes dentro de los óvulos de estos individuos durante las distintas etapas de desarrollo. Por otro lado, en base a estudios que señalan la participación de las auxinas en la determinación del tipo celular de las células contenidas en el saco embrionario (Pagnussat, 2009) se consideró de sumo interés analizar si el patrón de expresión de estas hormonas se ve afectado o no en la mutante ago9. Finalmente, a pesar de que los rasgos observados en las mutantes no puedan garantizar de forma directa que puedan llevarse a cabo eventos de desarrollo embrionario y/o endospérmico de manera autónoma, tampoco pueden ser desacartados, por lo que será interesante evaluar la posibilidad de que esto ocurra. De este modo, además de poder continuar con el camino en el entendimiento del papel biológico de AGO9, también podremos acercarnos a conocer la medida en la que la ruta de silenciamiento en la cual participa esté relacionada con eventos apomícticos. 3 de junio de 2010, 13:10 hrs Alumno: Gabriela Chávez Calvillo Programa: Maestría Tiempo en el programa: 9 meses Director(es) de Tesis: Dr. Mauricio Carrillo Tripp Comité Tutorial: Dra. Laura Silva Rosales Dr. Luis Gabriel Brieba de Castro Estudio de las interacciónes proteína:proteína responsables del autoensamblaje de particulas virales flexibles a nivel ató́mico La mayoría de las proteínas se unen unas con otras para llevar a cabo diferentes funciones. Éstas asociaciones entre proteínas están involucradas en casi todas las funciones biológicas y los principios que gobiernan éstas interacciones entre proteínas no han sido esclarecidos.[1] Las cápsides de los virus están formadas por n copias de una o muy pocas proteínas de la cubierta químicamente distintas formando estrcuturas geométricas perfectamente simétricas y estables de manera espontánea dentro de la célula infectada.[2] Existen evidencias que sostienen que este tipo de simetría está determinada mayormente por interacciones proteína:proteína de los residuos de las interfaces en las subunidades internas.[3] El objetivo de este trabajo es determinar teórica y experimentalmente cuáles son estos residuos clave en virus flexibles Potexvirus y Potyvirus y de que manera afectan el auto‐ensamblaje de las proteínas estructurales para la morfogénesis del virión. Bibliografía ‐
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[1] Andrew Bogan and Kurt Thorn. Anatomy of hot spots in protein interfaces. J.Mol. Biol., 280:1–9, 1996. [2] Mathews. Plant Virology, volume Architecture and Assembly of Virus Particles. [3] Mauricio Carrillo‐Tripp, Charles L. Brooks III, and Vijay S. Reddy. A novel method to map and compare protein‐protein interactions in spherical viral cap‐ sids. Proteins, 73:644–655, 2008. 3 de junio de 2010, 13:30 hrs Alumno: Luz Edith Casados Vázquez Programa: Doctorado Tradicional Tiempo en el programa: 2 años, 9meses Director(es) de Tesis: Dr. Luis Gabriel Brieba de Castro Comité Tutorial: Dr. Alejandro Blanco Labra Dr. Axel Tiessen Favier Dr. Jaime Ortega López Dr. Rafael Montiel Duarte Análisis estructura‐función de amebosina 1 y amebosina 2 de Entamoeba histolytica: inhibidores naturales de cisteín‐proteasas Entamoeba histolytica es uno de los parásitos clínicamente más importantes, se encuentra distribuido a nivel mundial, sobre todo en países que están en vías de desarrollo. Es agente causal de enfermedades intestinales y extraintestinales. Durante el ciclo de vida de este parásito atraviesa por una forma resistente e infectiva, llamada quiste; y por una forma invasiva, llamada trofozoíto. Los trofozoítos pueden invadir el intestino a través de los siguientes mecanismos: a) uniéndose al epitelio a través de una lectina que es inhibida por galactosa4, b) degradando la matriz extracelular por la acción de cisteín‐proteasas7 y c) lisando las células epiteliales vía formación de un amebaporo1. Entamoeba histolytica es caracterizada principalmente por su extraordinaria capacidad de invadir y destruir tejidos humanos. La principal actividad lítica se ha atribuido a las cisteín proteasas. Han sido identificados un total de 8 genes que codifican para cisteín proteasas en este parásito (ehcp1 a ehcp7 y ehcp112), tres de de las proteínas correspondientes llamadas EhCP1, EhCP2 y EhCP5 han sido purificadas y forman aproximadamente el 90% de la actividad proteolítica presente en lisados de cultivos de trofozoítos de E. histolytica2. Adicionalmente se ha reportado que la actividad de cisteín proteasa es necesaria para el recambio de proteína intracelular y para los procesos de degradación asociados con el enquistamiento y desenquistamiento3. En otros organismos la actividad de proteasas es regulada a diversos niveles que van desde la expresión de genes hasta la síntesis de proteínas que los inhiben, sin embargo, nada se conoce de la regulación de la actividad proteolítica en E. histolytica. En E. histolytica se han descubierto dos genes que codifican para inhibidores de cisteín proteasas tipo chagasina, EhICP1 (amebosina 1) y EhICP2 (amebosina 2)5,8. Los dos inhibidores muestran una significante diferencia en la capacidad de inhibir sus propias cisteín proteasas. En este trabajo nos proponemos por medio de análisis de la estructura y a través de datos cinéticos encontrar lo que ocasiona tal diferencia en el mecanismo de inhibición de amebosina 1 y amebosina 2. Al momento hemos cristalizado ambos inhibidores, aunque únicamente hemos resuelto la estructura de amebosina 2 en dos diferentes condiciones de cristalización. Amebosina2 adopta un plegado de tipo inmunoglobulina. Está compuesta por ocho hilos β que a su vez forman dos hojas β. 3 de junio de 2010, 13:30 hrs Además se caracteriza por contener tres asas que están involucradas en el mecanismo de inhibición: BC, DE y FG. Al hacer una superposición para comparar ambas estructuras encontramos que las asas DE y FG son altamente móviles mientras que el resto de la estructura es prácticamente idéntica. Lo que nos da un indició de que estas pueden estar involucradas en dar la selectividad sobre las proteasas blanco. Además, por ensayos cinéticos encontramos que amebosina 2 es mejor inhibidor que chagasina y amebosina 1 dado que su capacidad de inhibición sobre papaína es diez veces mejor. Bibliografía. 1. Andrä J, Leippe M. 1994. FEBS Lett. 354(1):97‐102. 2. Bruchhaus I, Jacobs T, Leippe M, Tannich. 1996. Mol Microbiol. 22(2):255‐63. 3. Bruchhaus I, Loftus BJ, Hall N, Tannich E. 2003. Eukaryot Cell. 2(3):501‐9. 4. McCoy JJ, Mann BJ, Petri WA Jr. 1994. Infect Immun. 62(8):3045‐50. 5. Riekenberg S, Witjes B, Sarić M, Bruchhaus I, Scholze H. 2005. FEBS Lett. 579(7):1573‐8. 7. Sajid M, McKerrow JH. 2002. Mol Biochem Parasitol. 120(1):1‐21. 8. Sarić M, Vahrmann A, Bruchhaus I, Bakker‐Grunwald T, Scholze H. 2006. Parasitol Res. 100(1):171‐4. 4 de junio de 2010, 10:30 hrs Alumno: Mónica García Esquivel Programa: Doctorado Tradicional Tiempo en el programa: 2 años, 9 meses Director(es) de Tesis: Dr. Alfredo Herrera Estrella Comité Tutorial: Dr. González de la Vara Luis Eugenio Dr. Guzmán Villate Plinio Antonio Dr. Ruiz Herrera José Análisis de la función de genes pertenecientes a la familia criptocromo‐
fotoliasa de Trichoderma atroviride Trichoderma atroviride es un hongo micoparasítico ampliamente distribuido en suelo, madera en decaimiento y otras formas de materia orgánica de plantas, dicho hongo es utilizado como agente de control biológico en el combate de hongos fitopatogenos, ofreciendo un alternativa al uso de plaguicidas los cuales ejercen fuertes efectos negativos en el medio ambiente, organismos no blanco e incluso en el hombre. El medio de propagación de este hongo son las conidias (productos de la reproducción asexual) las cuales se utilizan en campo para efectos del control biológico. Entre los diversos factores que inducen la conidiación se encuentra la luz la cual, también induce otras respuestas en hongos. En T. atroviride se han identificado dos proteínas esenciales para la conidiación y expresión de genes regulados por luz azul, las proteínas BLR‐1 y BLR‐2, (Casas Flores y col., 2004). Sin embargo, el análisis de la expresión de genes regulados por luz azul así como el incremento en la actividad de una proteína cinasa dependiente de cAMP tras un estímulo de luz azul en cepas mutadas en blr‐1 o blr‐2 sugiere la existencia de otros sistemas de percepción de luz azul en este hongo (Casas Flores y col., 2006). En ese sentido en el genoma de T. atroviride se han identificado genes que codifican para potenciales fotorreceptores de luz azul, por medio de un análisis filogenético se ha encontrado que tales genes pertenecen a la familia de criptocromo‐
fotoliasas. Los miembros de esta familia funcionan como enzimas de reparación de daño en DNA inducido por luz UV (fotoliasas) o como fotorreceptores de luz azul (criptocromos), sin embargo, se ha propuesto la existencia de otro grupo que incluya proteínas con funciones de reparación de daño en DNA y de fotorreceptores. En este proyecto se pretende determinar si los genes tipo criptocromo/fotoliasa identificados en T. atroviride juegan algún papel en los procesos de fotorreactivación así como en la percepción de luz azul. Hasta ahora se cuenta con las mutantes cry1 y cry2 las cuales han sido analizadas en cuanto a fotoconidiación, crecimiento y fotorreactivación in vivo, las sobreexpresantes cry1 y cry2 se encuentran en proceso así como la obtención de las proteínas CRY1 y CRY2 con las cuales se realizaran ensayos de fotorreactivación in vitro. Bibliografía ‐
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Casas‐Flores, S., Rios‐Momberg, M., Bibbins, M., Ponce‐Noyola, P., Herrera Estrella, A. 2004. Microbiology. 150: 3561‐3569. Casas‐Flores, S., Rios‐Momberg, M., Rosales‐Saavedra, T., Martínez‐Hernández, P., Olmedo‐Monfil, V., Herrera‐Estrella, A. 2006. Eukaryotic Cell. 499‐506. 4 de junio de 2010, 11:00 hrs Alumno: Victor Hugo Pérez España Programa: Doctorado Directo Tiempo en el programa: 6 años, 6 meses Director de Tesis: Dr. Jean Philippe Vielle Calzada Comité Tutorial: Dra. June Simpson W. Dr. Alfedo Herrera Estrella Dr. Luis González de la Vara CYP85A1 es esencial para el inicio de la megagametogénesis en Arabidopsis thaliana La producción de semillas inicia con la formación de flores y la diferenciación de los órganos reproductores masculinos y femeninos. El gametofito femenino o saco embrionario de las angiospermas es crítico para el proceso reproductivo ya que es la estructura donde se lleva a cabo la diferenciación de la célula huevo (ovocélula) y la fecundación. También tiene un papel importante en la guía del tubo polínico y en el control materno durante el desarrollo de la semilla. El proceso de formación del óvulo inicia con la diferenciación de una célula (arquesporial), la cuál dará lugar a la megaspora funcional (MF) tras dividirse por meiosis. Posteriormente, la MF pasa por tres rondas de mitosis y celularización para dar lugar a la formación del gametofito femenino maduro. Sin embargo, prácticamente muy poco se conoce acerca de los mecanismos genéticos y moleculares que regulan el desarrollo de los gametos y de la formación de semillas. Los Brasinoesteroides (Brs) son hormonas de plantas que promueven una variedad de importantes procesos de desarrollo, incluyendo germinación, elongación celular, diferenciación de elementos vasculares, fotomorfogénesis y crecimiento del tubo polínico. Entre los Brs, los compuestos Brasinólida (Bl) y Castasterona (Cs) son considerados los más abundantes y de mayor actividad. En el presente trabajo estudiamos la función del gen CYP85A1, el cual fue seleccionado debido a que de acuerdo a datos de expresión global por Secuenciación Masiva de Firmas en Paralelo (MPSS, por sus siglas en inglés) se expresa únicamente en células de óvulos silvestres, experimentos de hibridación in situ y fusión promotor:GUS confirman su patrón expresión en células de la nucela y dentro del gametofito femenino. El gen CYP85A1 es un citocromo P450 monooxigenasa que cataliza 4 de junio de 2010, 11:00 hrs las reacciones de conversión de 6‐deoxo‐Tifasterol a 6‐deoxo‐Castasterona y de Tifasterol a Castasterona en la ruta de biogénesis de Brs. Líneas insercionales muestran que dicho gen es esencial en la formación del gametofito femenino, ya que los óvulos mutantes interrumpen el desarrollo en estado 1 nuclear. Por medio de cruzas con líneas marcadoras, determinamos que la célula detenida en estado 1 nuclear tiene identidad de Megaspora Funcional (MF). Análisis más detallados acerca de la concentración y distribución de los Brs en el óvulo, serán necesarios para elucidar su participación directa durante la formación del gametofito femenino de Arabidopsis thaliana.
4 de junio de 2010, 12:00 hrs Alumno: Alma Armenta Medina Programa: Doctorado Tradicional Tiempo en el programa: 3 años, 9 meses Director(es) de Tesis: Dr. Jean Philippe Vielle‐Calzada Comité Tutorial: Dr. Luis Herrera Estrella Dr. Octavio Martínez Vega Dra. Gertrud Lund Análisis funcional de transcritos reprimidos por la presencia del gametofito femenino en óvulos de Arabidopsis thaliana El ciclo de vida de las plantas terrestres alterna entre una fase esporofitica (diploide) y una fase gametofitica (haploide). Nuestro trabajo se enfoca en elucidar las bases genéticas y los mecanismos moleculares que controlan la formación de gametos femeninos en Arabidopsis thaliana así como la interacción del gametofito femenino con el tejido esporofitico del ovulo. Después de realizar un análisis global de expresión utilizando datos de MPSS (Massively Parallel Signature Sequencing), identificamos una colección de 2,786 transcritos diferentes que se encuentran presentes en óvulos de la mutante sporocyteless/nozzle (spl) que carece de gametofito femenino, pero no en óvulos de plantas silvestres. Estos transcritos pudieran estar reprimidos por el gametofito femenino en desarrollo o ser dependientes del gen SPL durante el desarrollo normal del ovulo. Después de confirmar la expresión diferencial de por lo menos 10 genes activos en óvulos spl, determinamos el patrón de expresión especifico mediante líneas transgénicas que contienen la fusión traduccional de la región reguladora con el gen uidA (GUS). Mientras los patrones de expresión son bastante diversos, algunas líneas muestran expresión de GUS restringida a células del integumento en la región micropilar, lo que sugiere que el gametofito femenino tiene el potencial de ejercer un control represivo sobre los genes en el tejido esporofitico del ovulo. Actualmente estamos tratando de elucidar la función de algunos de estos genes mediante la expresión ectópica así como mediante construcciones RNAi. Nuestros resultados apuntan hacia una comunicación necesaria para la formación del gametofito femenino dentro del ovulo. 4 de junio de 2010, 12:30 hrs Alumno: César Álvarez Mejía Programa: Doctorado Tradicional Tiempo en el programa: 1 año, 9 meses Director de Tesis: Dr. Jean Philippe Vielle Calzada Comité Tutorial: Dr. Alfredo Heriberto Herrera Estrella. Dr. Agustino Martínez Antonio. Dr. Stefan de Folter. Dr. Raúl Álvarez Venegas Estudio de regiones genómicas involucradas en el proceso de domesticación de Zea mays ssp. mays La domesticación es un proceso de selección artificial mediado por el hombre, aplicado a plantas y animales. Una de las huellas que deja el proceso de selección artificial en los genes de domesticación es una disminución de la variabilidad nucleotídica intra‐poblacional en los individuos domesticados con respecto a los silvestres. La domesticación del maíz (Zea mays ssp. mays) ocurrió en México hace aproximadamente 10,000 años, a partir del teocintle (Zea mays ssp. parviglumis) en una región cercana al rio Balsas. Estudios de genética de poblaciones sugieren que durante la domesticación participaron de 500 a 1000 individuos que debieron experimentar una reducción demográfica drástica, conocido como cuello de botella, la cual determinó la población inicial que dio origen al maíz. Algunos cálculos iniciales han determinado que al menos fueron seleccionados 5 loci, que serían responsables de los principales rasgos de domesticación. Por medio de un análisis comparativo entre los genomas de la raza de maíz Palomero y la línea B73, se lograron encontrar y describir 11 nuevos genes que muestran un polimorfismo nucleotídico bajo, lo que sugiere fueron seleccionados durante la domesticación del maíz, además de identificar 653 regiones 100% idénticas, que podrían ser de bajo polimorfismo y por lo tanto regiones candidatas a ser objeto de selección artificial. Este trabajo pretende retomar la metodología anterior, y concentrarse en ubicar regiones genómicas en B73 que podrían estar sujetas a selección, principalmente por domesticación, por medio de una comparación genómica con la raza de maíz Palomero. A diferencia de las 653 regiones 100% idénticas, estamos ahora considerando una identidad inicial del 95 y aceptando errores de alineamiento de máximo 3 nucleótidos. Con estos parámetros encontramos 22,376 secuencias conservadas (NidSRs) con posición única en el mapa físico de B73. Un análisis de la distribución de estas secuencias en segmentos genómicos de 1 Mb y 150 Kb detectó regiones que agrupan la mayor cantidad de NidSR, las cuales están siendo estudiadas para conocer su contenido génico, cobertura genómica de Palomero, la relación que tienen con la frecuencia de recombinación correspondiente, y la presencia de posibles QTLs de domesticación. Con estos resultados, seleccionaremos un grupo de genes y determinaremos el polimorfismo nucleotídico, con el objetivo de encontrar señal de selección. Con la integración de estos datos, encontraremos nuevas regiones genómicas candidatas de haber sido seleccionadas durante la domesticación del maíz. 4 de junio de 2010, 13:00 hrs Alumno: M.C. Fulgencio Alatorre Cobos Programa: Doctorado tradicional Duración: 4.7 años Director de tesis: Dr. Luis Herrera‐Estrella Comité Tutorial: Dra. June Simpson Dr. Octavio Martínez de la Vega Dr. Plinio Guzmán Villate Regulación genética de la familia XIPOTL involucrada en la síntesis de fosfatidilcolina en Arabidopsis thaliana Fosfatidilcolina (PC) es el fosfolípido más abundante en la membrana plasmática y precursor de moléculas de señalización tales como ácido fosfatídico y ácidos grasos libres derivados de la acción de la fosfolipasa A2. Se ha propuesto que la síntesis vegetal de PC puede ocurrir a través de dos rutas: Una “ruta de metilación”, la cual puede usar como sustrato inicial fosfoetanolamina (PE) o fosfatidiletanolamina (PtdEtn), y una “ruta nucleotídica”, cuyo sustrato es colina libre. En plantas, la existencia de la última ruta metabólica no ha sido plenamente demostrada, en cambio, el análisis de mutantes knockout para genes de la ruta metilación indica su participación en diversos procesos de desarrollo y de respuesta a estrés ambiental (Cruz‐Ramírez et al., 2004; Mou et al., 2002; Qin et al., 2009). En Arabidopsis, la pérdida de función del único gen que codifica para fosfatidil‐N‐
metiltransferasas no produce un fenotipo distinto en la mutante respecto a plantas silvestres, ni cambios en el contenido de PC (Keogh et al., 2009), lo cual sugiere entonces que la ruta principal para la producción de este metabolito no inicia con la metilación de PtdEtn sino con la de PE. En Arabidopsis, XIPOTL es una fosfoetano‐N‐metiltransferasa la cual realiza tres metilaciones secuenciales sobre PE para producir fosfocolina (PCho), sustrato de citidildifosfocolina (CDP‐Cho) para sintetizar PC. En esta planta modelo, XIPOTL es una enzima codificada por una familia multigénica. XIPOTL1 (At3g18000) es el único gen caracterizado hasta ahora; la pérdida de función de este gen produce alteraciones en la arquitectura del sistema radical, muerte celular y disminuciones significativas en el contenido de PCho y PC (Cruz‐Ramírez et al., 2004). XIPOTL2 (At1g48600) y XIPOTL3 (At1g73600) no han sido descritos, pero su participación en la síntesis de PCho no puede ser descartada, dado que el fenotipo de xipotl1 solo es marcado en plántulas, pero casi imperceptible en plantas adultas. Por otra parte, los mecanismos moleculares que regulan la expresión genética de XIPOTL no han sido explorados. En el seminario abordaremos los avances que tenemos en el estudio de la familia XIPOTL. Se presentarán datos que sugieren una participación tejido‐específica para cada uno de los genes en la síntesis de PCho y un mecanismo de regulación traduccional mediado por uORFs (upstream Open Reading Frames) involucrado en su regulación genética. Referencias Cruz‐Ramírez et al (2004) Plant Cell 16: 2020‐2034 Keogh et al (2009) JBC 284:15439‐15447. Mou et al (2002) Plant Cell 14: 2031‐2043 Qin et al (2009) PLoS Genet 5 (8): e1000621 4 de junio de 2010, 13:30 hrs Alumno: Marco Antonio Leyva González Programa: Doctorado Tradicional. Tiempo en el programa: 4 años, 7 meses Director(es) de Tesis: Dr. Luis Herrera Estrella Comité Tutorial: Dr. John Délano Frier Dr. Alfredo Herrera Estrella Dr. Rafael Rivera Bustamante MicroRNAs involucrados en la respuesta de Arabidopsis thaliana a la disponibilidad de fósforo Uno de los elementos que limita con mayor frecuencia el rendimiento de los cultivos es el fósforo, el cual además de ser esencial en una gran cantidad de procesos celulares, actúa como señal modificando la fisiología y el desarrollo de nutrientes las plantas. En años recientes, el papel de los miRNAs en la regulación de diversos procesos del desarrollo como la proliferación celular, diferenciación, floración, etc. ha quedado de manifiesto (Bartel, 2004), así como el hecho de tener importantes funciones en las respuestas de adaptación a diferentes tipos de estrés abiótico. Tal es el caso del miRNA 399 el cual es expresado en A. thaliana en respuesta a la deficiencia de fosfato (Pi), teniendo como blanco una proteína conjugada a ubiquitina (UBC) que reduce su expresión en condiciones de carencia de este nutriente (Fujii y col., 2005). En estudios recientes se ha encontrado que otros microRNAs pudieran estar participando en la respuesta a la carencia de Pi, como lo son el miR156, miR778, miR827, miR169, miR395 miR398, y el nuevo miR2111, los cuales modifican su patrón de expresión en condiciones limitantes de fósforo (Hsieh y col., 2009). Sin embargo su función no ha sido elucidada. En el presente trabajo se pretende encontrar miRNAs regulados por la deficiencia de Pi que pudieran estar a su vez regulando componentes genéticos involucrados en la respuesta a este estrés nutricional. Para lo cual se planteó generar una predicción computacional de posibles blancos de miRNAs que modifican su expresión como respuesta a la deficiencia de Pi, elegir una pareja miRNA‐
blanco y caracterizar su patrón de expresión espacio‐temporal en condiciones contrastantes de fósforo y sobreexpresar el miRNA y su blanco para analizar su posible papel en las respuestas a la carencia de Pi. De la predicción computacional, se eligió una familia de factores de transcripción, HAP2, formada por 10 miembros, la cual es blanco a su vez de la familia miRNA169 representada por 14 genes. En estudios recientes se ha demostrado que esta familia de microRNA`s en Arabidopsis se reprime por sequía y la sobreexpresión de uno de sus blancos produce un fenotipo de resistencia a este estrés (Li et al., 2008), a diferencia de lo que sucede en arroz donde el mir169g se induce por sequía (Zhao et al., 2007) y por salinidad (Zhao et al., 2009). A la fecha se ha confirmado la expresión diferencial de 5 blancos por qRT‐PCR, y del miR169a por Northern blot. Se ha analizado el patrón de expresión espacio‐temporal de 5 blancos y de 5 miRNAs en condiciones contrastantes de Pi. Las líneas sobreexpresantes de miR169 y de uno de los blancos no presentaban un fenotipo aparente, por lo 4 de junio de 2010, 13:30 hrs que se realizaron versiones quiméricas represoras de tres miembros de la familia HAP2 las cuales mostraron una reducción en la longitud de la raíz principal bastante drástica, por lo que se está haciendo un análisis de expresión diferencial usando microaareglos para dos de ellos. Además, se hicieron tres líneas sobrexpresantes de otros tres miembros de la familia HAP2, los cuales presentan un fenotipo de disminución global de desarrollo, así como una disminución en la acumulación de antocianinas en condiciones de carencia de fósforo. Actualmente se están evaluando en otros tipos de estrés abiótico. Bibliografía ‐
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Bartel, D. (2004). Cell 116, 281‐297. Fujii H., Chiou T.‐J., Lin S.‐I., Aung K. & Zhu J.‐K. (2005). Current Biology 15, 2038–2043. Hsieh LC, Lin SI, Shih AC, Chen JW, Lin WY, Tseng CY, et al. (2009). Plant Physiol. 151:2120–32. Li Wen‐Xue, Youko Oono, Jianhua Zhu, Xin‐Jian He, Jian‐MinWu, Kei Iida, Xiao‐Yan Lu, Xinping Cui, Hailing Jin, and Jian‐Kang Zhu. (2008). The Plant Cell 20:2238‐225. Zhao Botao, Ruqiang Liang, Liangfa Ge, Wei Li, Huasheng Xiao, Hongxuan Lin, Kangcheng Ruan, Youxin Jin. (2007). Biochemical and Biophysical Research Communications 354 585–590 Zhao Botao, Liangfa Ge, Ruqiang Liang, Wei Li, Kangcheng Ruan, Hongxuan Lin, Youxin Jin. (2009). BMC Molecular Biology 10:29