Pathogen-triggered programmed cell death in plants: metacaspase 1-dependent pathways

• Autores: Saúl Stalin Lema Asqui
• Directores de la Tesis: Marc Valls (dir. tes.), Núria Sánchez Coll (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2018
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Peter V. Bozhkov (presid.), Sergi Munné Bosch (secret.), Isabel Díaz Rodríguez (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Genética por la Universidad de Barcelona
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TDX
• Resumen

  • La respuesta hipersensible (RH) es un tipo paradigmático de muerte celular programada, que ocurre en respuesta al reconocimiento de patógenos en el sitio del intento de invasión. A pesar de más de un siglo de investigación sobre RH, muchos son los aspectos que aún se desconocen acerca de cómo está tan fuertemente regulada y cómo puede ser contenida espacialmente a solo unas pocas células. La respuesta hipersensible en Arabidopsis thaliana está controlada por la metacaspasa tipo I (AtMC1), que es un regulador positivo de la muerte celular programada desencadenada por patógenos y la autofagia, donde la regulación negativa de AtMC1 por AtLSD1 o AtMC2 puede prevenir la muerte celular incontrolada. Sin embargo, aún no está claro cómo se activa la señalización de muerte celular después de un ataque de patógenos y si existen reguladores negativos de RH adicionales para controlar la actividad del AtMC1.

    En nuestro laboratorio se estableció un enfoque imparcial para identificar nuevos reguladores AtMC1 basados en una purificación de inmunoafinidad de complejos que contienen AtMC1 acoplados a la espectrometría de masas. El uso de este enfoque nos ha permitido identificar nuevos reguladores de la actividad de AtMC1, en condiciones basales versus condiciones de inducción de muerte celular.

    En el contexto del segundo objetivo pudimos revelar que en condiciones basales AtSerpin1 actúa in vivo como un inhibidor de la muerte celular mediada por AtMC1 y del procesamiento auto-catalítico en plantas, emergiendo como un nuevo inhibidor de proteasas de muerte celular en plantas. Indicando una función conservada de un inhibidor de proteasa en reguladores de muerte celular a través de diferentes reinos.

    La tercera parte de este trabajo continuó con la caracterización de AtHIR2 como regulador positivo bajo condiciones inducidas de muerte celular. Nos propusimos caracterizar AtHIR2, un interactor putativo de AtMC1 recuperado de nuestro análisis de purificación de inmunoafinidad. Nuestros resultados muestran que AtMC1 co-inmunoprecipita en planta con AtHIR2, y esta interacción no depende de un sitio catalítico intacto. El fraccionamiento sub celular demuestra que esta interacción ocurre exclusivamente en la fracción microsomal, lo que indica un reclutamiento activo de AtMC1 a la membrana plasmática.

    Tomados en conjunto todos estos resultados, esperamos contribuir en la elucidación de la regulación de la Respuesta Hipersensible y la compleja maquinaria que permite a las células tomar decisiones vitales para la defensa contra los patógenos. Nuestros resultados contribuirán a futuros enfoques para desarrollar nuevas estrategias en la lucha contra las enfermedades de los patógenos de las plantas en los cultivos.