Identificación, biogénesis y función de Dominios ER-HMGR de retículo endoplasmático en Arabidopsis thaliana

• Autores: Ricardo Enrique Grados Torrez
• Directores de la Tesis: Narciso Campos Martínez (dir. tes.), Joan Carles Ferrer Artigas (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2014
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Albert Boronat (presid.), Pablo Leivar Rico (secret.), Maria Dolors Ludevid Múgica (voc.)
• Materias:
  • Química
    • Bioquímica
      • Biología molecular
  • Ciencias de la vida
    • Biología celular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  Dipòsit Digital de la UB 
• Resumen

  • La sobre-expresión del dominio de membrana de la Hidroximetil glutaril CoA reductasa (HMGR) en Arabidopsis thaliana desencadena la formación de agregados vesiculares de retículo endoplasmático (RE), esta capacidad morfogénica tiene precedentes claros en levaduras y mamíferos. En A. thaliana dos genes (HMG1 y HMG2) codifican tres isoformas de HMGR (HMGR1S, HMGR1L y HMGR2), las proteínas HMGR1S y HMGR1L derivan del mismo gen y tienen la misma secuencia, pero la isoforma 1L tiene una extensión en N-terminal de cincuenta residuos de aminoácidos, las tres isoformas de la HMGR se insertan cotraduccionalmente en la membrana del RE. En la presente tesis se determinó la localización subcelular de la HMGR de A. thaliana expresando el dominio de membrana de la HMGR unido a GFP, se observó que esta proteína quimérica se localiza en el RE formando agregados, con la ayuda de un marcador rojo T3RE, se observó en ensayos de colocalización en N. benthamiana que los agregados de HMGR son parte del RE. Se determinó la organización estructural de las vesículas de HMGR formadas por el dominio de HMGR1S por primera vez a nivel de ultraestructura en hojas de N. benthamiana, asi como tambien de una linea transgénica de A. thaliana, en este anàlisis se observaron distintas conformaciones lamelares, de circulos concéntricos y cristaloides presentes en los agregados. Se realizarón ensayos de inmunolocalización a nivel de la ultraestructura de los agregados de 1SGFP en A. thaliana, con anticuerpos contra GFP y anticuerpos contra el dominio catalítico de la HMGR, y se observó el marcaje de ambos anticuerpos, indicandonos la presencia en estos agregados, tanto de la 1SGFP como de la HMGR endógena, confirmando que el dominio de membrana de HMGR determina su localización subcelular. Los dominios de RE en el que se acumulan 1S:GFP y/o HMGR fueron denominados como dominios ER-HMGR. Por otro lado, a pesar de las dificultades técnicas, un estudio anterior sugiere la coincidencia física entre vesículas de HMGR y ER bodies, estas últimas son estructuras derivadas de retículo endoplasmático que cumplen un rol importante en el mecanismo de defensa de las plantas en condiciones de estrés. La identidad estructural y funcional de los ER bodies no ha sido caracterizada aún. En este sentido en la presente tesis se profundizo en el estudio de la coincidencia física y funcional entre vesículas de HMGR y ER bodies, como su caracterización estructural en distintos tipos celulares de A. thaliana. Además, se determinó el papel biológico del dominio de membrana de HMGR en respuesta a estrés utilizando líneas mutantes knock out para el gen HMG1. En este análisis se observó que el gen de la HMGR1 es necesario para la derivación de dominos ER-HMGR hacia vacuola en respuesta a estrés.