Caracterización funcional y estructural del dominio N-terminal del factor de transcripción SUB1A-1 de arroz (Oryza sativa) expresado en Arabidopsis thaliana

Abstract

Actualmente, la humanidad enfrenta un nuevo paradigma compuesto por el aumento en la población, la demanda de alimentos que se genera y el incremento en eventos climatológicos productos del calentamiento global. Por ello, resulta de vital importancia generar tecnologías que permitan obtener cultivos resistentes a dichos eventos con la menor pérdida posible de rendimientos y características nutritivas y sensoriales. En el campo de la biotecnología vegetal se han identificado a los ER Fs del locus SUBMERGENCE1 como los elementos genéticos responsables de la capacidad de sobrevivir a la inundación en los cultivares tolerantes de arroz. Sin embargo, esta capacidad de responder al estrés por inundación, es una capacidad endémica propia de sólo algunas variedades de este cereal. Los primeros intentos de generación de plantas mediante la transformación con el E R F SUB1A1 no lograron generar plantas con mayor tolerancia a la inundación, pero sí permitieron trasladar algunas otras funciones correspondientes a este factor de transcripción como retención de carbohidratos, atraso en la floración y menor elongación celular. La hipótesis de este trabajo es que SUB1A posee un mecanismo de regulación que depende de la protección ó exposición de su dominio N-terminal, por lo que al estar comprometido por la adición de elementos, como al marcador inmunológico FLAG, producirá fenotipos de diferente intensidad de resistencia a la inundación. Para demostrar lo anterior, en este trabajo se analizaron plantas transformadas de Arabidopsis thaliana con combinaciones de 2 promotores (uno inducible y otro constitutivo) con el gen SUB1A-1 y su homólogo de menor intensidad SUB1C-1 y la presencia de un marcador FLAG protegiendo o exponiendo al dominio N-terminal. Adicionalmente, se realizó un proceso secuencial de modelado computacional para obtener un modelo tridimensional teórico de la proteína SUB1A. De este modo, se concluyó que la intensidad de la resistencia a la inundación y el fenotipo observado en las plantas modificadas está directamente relacionado con el orden de los elementos utilizados en el cassette de expresión. Con el modelo teórico en tres dimensiones de SU B 1A se analizaron los dominios presentes en este factor de transcripción y permite proponer un mecanismo de modulación estereoespacial que involucra al domino N-terminal de la proteína SUB1A.