Caracterización funcional de MAP Quinasas del subgrupo C1 de plantas
- Autores: María Dolores Ortiz Masià
- Directores de la Tesis: Fernando Aniento Company (dir. tes.), María Jesús Marcote (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de València ( España ) en 2007
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Carbonell Gisbert (presid.), Lola Peñarrubia Blasco (secret.), Miguel Angel Pérez Amador (voc.), María del Pilar Sanchez Testillano (voc.), María del Carmen Risueño Almeida (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: RODERIC
- Resumen
RESUMEN En plantas, la señalización a través de las cascadas de MAP quinasas da lugar a un amplio número de respuestas celulares que incluyen la división y diferenciación celular, así como respuestas a estrés de origen abiótico o biótico (Mishra et al., 2006). Las MAP quinasas de plantas pueden ser clasificadas, en base a la similitud de la secuencia de aminoácidos, en cuatro grupos (A-D), cada grupo se ha clasificado a su vez en dos subgrupos (1 y 2). Se dispone de muy poca información acerca de los miembros del subgrupo C1 (Nakagami et al., 2005). Dentro de este grupo se encuentran Ntf3 de tabaco, PhMEK1 de petunia y PsMAPK2 de guisante. En Arabidopsis, el subgrupo C1 está constituido por dos genes de MAP quinasas: AtMPK1 (At1g10210) y AtMPK2 (At1g59580). La función de estos genes no se conoce, aunque hay algún dato que indica una posible relación entre esos genes y respuestas de estrés. Se ha descrito que los niveles del ARNm de AtMPK1 y AtMPK2 aumentan ligeramente tras un tratamiento de salinidad (Mizoguchi et al., 1996), y que disminuyen a las 24 horas tras un tratamiento a baja temperatura (Vogel et al., 2005). Además, resultados obtenidos mediante análisis de micromatrices indican que la expresión de AtMPK1 es mayor en plántulas crecidas en oscuridad que en plántulas crecidas en presencia de luz (Ma et al., 2005). El análisis de los datos de expresión depositados en bases de datos de acceso público indican que los niveles de expresión de estos genes son muy bajos y que no hay cambios relevantes tras las diferentes condiciones ensayadas (Zimmermann et al., 2004). No hay ningún dato sobre la regulación de la actividad quinasa de las MAP quinasas del subgrupo C1. La presente Tesis aborda el estudio de la función de PsMAPK2 (guisante), AtMPK1 y AtMPK2 (Arabidopsis), genes que codifican MAP quinasas del subgrupo C1. Para emprender dicho estudio, se han realizado diferentes aproximaciones: 1- Se ha analizado la expresión de estas MAPKs en distintos órganos de la planta; 2- Se han obtenido plantas transgénicas de Arabidopsis que expresan distintas versiones mutantes de PsMAPK2; 3- Se ha analizado la actividad quinasa de estas MAPKs en respuesta a distintas señales de estrés. Según resultados obtenidos por RT-PCR, PsMAPK2 se expresa en todos los órganos de guisante y principalmente en anteras. Por otro lado la expresión de las distintas versiones de PsMAPK2 en Arabidopsis da lugar a un fenotipo de esterilidad masculina, debido a que no se produce la dehiscencia de las anteras y la posterior liberación del polen. Estos resultados sugieren una posible función de PsMAPK2 en el desarrollo de las anteras. AtMPK1/2 se expresan en todos los órganos de Arabidopsis. Además, el análisis de la expresión de ambas MAPKs en plántulas indica que la luz disminuye su expresión tanto en plántulas crecidas con ciclos de luz/oscuridad como en plántulas etioladas cuando se transfieren a la luz. El estudio de la respuesta a la luz de plántulas etioladas del doble mutante Atmpk1 Atmpk2 revela que estas plántulas presentan una inhibición de la desetiolización con respecto a la línea silvestre, sugiriendo la participación de AtMPK1/2 en el proceso de desetiolización. Por último, en la presente Tesis se ha demostrado por primera vez la regulación de la actividad de PsMAPK2 y AtMPK1/2 en respuesta a una señal. Se ha detectado un aumento en la actividad quinasa de PsMAPK2 y AtMPK1/2 en respuesta al daño mecánico y al ácido jasmónico. Además, otras moléculas señalizadoras de estrés como el ácido abscísico y el peróxido de hidrógeno también regulan la actividad quinasa de PsMAPK2 y AtMPK1/2. __________________________________________________________________________________________________ SUMMARY Mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascades link extracellular stimuli with several cellular responses. These cascades are evolutionary conserved signalling modules present in all eukaryotes. MAPKs are serine/threonine kinases that are activated by dual phosphorylation of the threonine and the tyrosine residues at a TXY activation motif. These phosphorylations are performed by a MAPK kinase (MAPKK), which is in turn activated by an upstream MAPKK kinase (MAPKKK). In Arabidopsis thaliana, twenty MAPKs have been identified and classified according to their sequence homology into four major groups (A to D). A large amount of information about MAPKs in group A and B is available but very little is known about MAPKs of subgroup C1. Specific changes in transcript levels during pollen or ovule development have been reported for two members of C1 subgroup, ntf3 from tobacco and PMEK1 from Petunia. In Arabidopsis, subgroup C1 is constituted by two MAPK genes: AtMPK1 (AT1G10210) and AtMPK2 (AT1G59580). The function of these genes remains mostly unknown, regardless of data which indicate a possible relationship between these genes and some stress responses. It has been reported that the mRNA levels of AtMPK1 and AtMPK2 increased slightly under salt stress and are downregulated after 24 h of cold treatment, respectively. Gene expression data deposited in public microarray repertories indicate a very low expression of the corresponding mRNAs and few and no relevant changes in their expression under a large variety of tissues and conditions. No data about the regulation of the kinase activity of subgroup C1 MAPKs is available. In this manuscript, we show that the two Arabidopsis MAPKs of subgroup C1 (AtMPK1 and AtMPK2) and one Pea MAPK of subgroup C1 (PsMAPK2) are activated by wounding, JA, ABA and H2O2. Meanwhile, transgenic Arabidopsis plants expressing PsMAPK2, PsMAPK2- LOF (loss-of-function mutation) or PsMAPK2-GOF (gain-of-function mutation) exhibited severe male sterility due to defects in anther development.
