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Cómo organiza una hoja en desarrollo sus tejidos

El desarrollo foliar garantiza la correcta localización de las células fotosintéticas en el haz y del tejido parenquimático de intercambio gaseoso en el envés. Unos investigadores europeos estudiaron cómo se lleva a cabo este proceso a nivel molecular.
Cómo organiza una hoja en desarrollo sus tejidos
Estudios recientes demostraron que los gradientes de moléculas móviles de ARN de pequeño tamaño influyen en el patrón de desarrollo. El haz (cara adaxial) y el envés (cara abaxial) de una hoja son dominios bien definidos que condicionan la existencia de un eje adaxial-abaxial estable en las hojas. Este patrón de expresión polar está controlado por dos moléculas de ARN de pequeño tamaño y la expresión definida en cada dominio sugiere que estas moléculas podrían regular la expresión génica a través de una lectura del gradiente de moléculas de ARN de pequeño tamaño dependiente de concentración.

Los investigadores del proyecto SRNAGRAD (Robust developmental patterns generated by opposing gradients of mobile small RNAs) estudiaron la importancia de estos gradientes de ARN. Concretamente, estos examinaron cómo se originan los gradientes y cómo estos crean patrones de expresión en genes diana.

Empleando líneas transgénicas que expresan un microARN (miARN) sintético que actúa de manera específica sobre el factor de transcripción abaxial ARF3 (miRARF), los investigadores del proyecto determinaron cómo la posición y la dirección del gradiente afectaban al dominio, grado y límite de la expresión del gen diana. Estos también observaron de manera directa los efectos del desarrollo empleado el sistema marcador β-glucuronidasa (GUS).

Los resultados demostraron que los gradientes de moléculas móviles miARN favorecen la aparición de fronteras de expresión positiva-negativa de genes diana en distintas partes de la hoja. Es más, estos indican que la concentración de moléculas de ARN de pequeño tamaño afecta a la posición de la frontera de expresión, concomitante con la teoría de la lectura dependiente de concentración.

En líneas donde el gradiente está alterado, la expresión del promotor específico de la epidermis adaxial (AS2) era menor y los fenotipos foliares presentaban una mayor variabilidad en comparación con la línea silvestre. Además, el eje adaxial-abaxial era menos recto y más difuso. De nuevo, esto demostró que la formación adecuada de gradientes de ARN es esencial para un desarrollo foliar normal.

Pruebas posteriores implicaron la comparación del efecto entre moléculas de ARN de pequeño tamaño sintético dirigido contra la proteína verde fluorescente (GFP), miRGFP, y moléculas de ARN de pequeño tamaño endógenas. Los estudios demostraron la formación de un gradiente y que la creación de fronteras de expresión positiva-negativa dirigida era independiente de la dirección del gradiente. Es más, niveles elevados de miR-GFP desplazaban la expresión de GFP hacia la cara abaxial, corroborando la hipótesis de partida de que el control de la expresión es dependiente de concentración.

Los resultados de SRNAGRAD podrían tener repercusiones de gran calado en el área de investigación del desarrollo vegetal. Conocer el funcionamiento de la maquinaria molecular es el primer paso necesario en los programas de fitomejoramiento en aras de lograr una producción más eficaz en los cultivos agrícolas.

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Palabras clave

Desarrollo foliar, eje adaxial-abaxial, expresión génica, gradiente de moléculas de ARN de pequeño tamaño, SRNAGRAD
Número de registro: 198606 / Última actualización el: 2017-05-26
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