Investigador principal: José Luis Micol.
Investigadores: Carla Navarro Quiles, Alejandro Ruiz Bayón, Sergio Navarro Cartagena, Riad Nadi, Lucía Juan Vicente, Samuel Daniel Lup Haruta y Àngela Ortega Menaches.
Instituto de Bioingeniería. Universidad Miguel Hernández.
Funciones epigenéticas de la familia génica CUPULIFORMIS de Arabidopsis
Todos los eventos cruciales en el ciclo de vida de las plantas, tanto los relacionados con el desarrollo como los fisiológicos, dependen de la adecuada activación y/o represión de determinados grupos de genes; varios de estos procesos están regulados epigenéticamente. Se han descrito estirpes mutantes de Arabidopsis cuya maquinaria epigenética está alterada, que manifiestan un fenotipo pleiotrópico que incluye, entre otros, dos rasgos comunes: hojas incurvadas y floración temprana, que están causados por la desrepresión ectópica y heterocrónica de genes que regulan el desarrollo. Este fenotipo también se observa en los mutantes de insuficiencia de función incurvata11 (icu11), cuyo estudio nos ha permitido identificar ICU11, que ha resultado ser el miembro fundador de una pequeña familia génica a la que hemos denominado CUPULIFORMIS (CP), que pertenece a la muy numerosa superfamilia de las dioxigenasas dependientes de 2-oxoglutarato y Fe(II) (2OGD).
ICU11 y CP2, su parálogo más próximo, son desigualmente redundantes: el fenotipo de los mutantes icu11 es débil y las plantas cp2 son fenotípicamente silvestres, pero en los dobles mutantes icu11 cp2 no se aprecia desarrollo vegetativo alguno y se forman estructuras similares a las flores inmediatamente después de la germinación. Este fenotipo letal recuerda el causado por las mutaciones nulas en los genes del grupo Polycomb EMBRYONIC FLOWER1 (EMF1) y EMF2. Las combinaciones dobles mutantes de alelos de insuficiencia de función de ICU11 con los de genes que codifican componentes conocidos de la maquinaria epigenética muestran fenotipos sinérgicos, no pocos de los cuales son parecidos a los de los mutantes emf1 y emf2. En las plantas icu11-1 son cientos los genes desregulados, uno de los cuales es SEPALLATA3 (SEP3), cuya desrepresión causa el fenotipo foliar característico de estos mutantes. Las proteínas ICU11 y CP2 son nucleoplásmicas y participan de manera directa o indirecta en la deposición de la marca epigenética H3K27me3, pero no en la metilación del ADN. Nuestros resultados, en consecuencia, revelan la existencia de una nueva familia de proteínas, dos de cuyos miembros, al menos, son necesarios redundantemente para el marcaje epigenético de las histonas mediante un mecanismo sin precedentes.
En este proyecto pretendemos avanzar en nuestro conocimiento de las funciones individuales e interacciones de los genes de la familia CP, en particular las epigenéticas.