Grupo de Víctor Quesada y Pedro Robles

Responsable Víctor Quesada y Pedro Robles

 

RESUMEN DE LA INVESTIGACIÓN

En nuestros laboratorios se lleva a cabo una aproximación de genética inversa con el fin de identificar y caracterizar en Arabidopsis thaliana, mutantes afectados en genes nucleares que codifican proteínas implicadas en el flujo de la información genética en los cloroplastos y las mitocondrias. Para la mayoría de los genes objeto de estudio no se había descrito previamente ningún fenotipo mutante a partir de la perturbación de su función. Nos hemos centrado en dos familias de proteínas: los factores de terminación de la transcripción mitocondrial (mTERF) y las proteínas ribosómicas cloroplásticas (PRC) o mitocondriales (PRM). Pretendemos avanzar en la comprensión de las funciones que los mTERF, las PRC y PRM desempañan en el desarrollo, el crecimiento vegetal y en la adaptación de las plantas al estrés abiótico, especialmente a la salinidad.

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

 

Línea 1: Caracterización genética y molecular de la familia de los factores de terminación de la transcripción mitocondrial (mTERF) de Arabidopsis thaliana

Los factores mTERF están codificados por genes nucleares y en las plantas llevan a cabo su función en los cloroplastos y/o las mitocondrias, donde se requieren para la correcta expresión de los genomas de estos orgánulos. Son muy pocos los genes mTERF de las plantas que se han caracterizado a partir del análisis de mutantes afectados en los mismos, a pesar de que su número es considerablemente mayor que en los animales. En nuestros laboratorios estamos llevando a cabo la caracterización genética, fenotípica y molecular de varios mutantes mterf de Arabidopsis (p.e. mda1/mterf5, mterf6 y mterf9) que presentan alteraciones en su crecimiento y desarrollo vegetativo, así como una respuesta alterada al estrés abiótico.

línea 1 victor quesada y pedro robles

Los mutantes mtef6 son más sensibles al estrés salino (150 mM NaCl) que la estirpe silvestre Columbia-0 (Col-0), durante la germinación y el establecimiento de la plántula. Además, el mutante mterf6-5 muestra alteraciones durante el crecimiento y el desarrollo vegetativo y reproductivo.

 

Línea 2: Análisis funcional de proteínas ribosómicas del cloroplasto y la mitocondria en Arabidopsis thaliana

Los ribosomas, integrados por ARN y proteínas, constituyen la maquinaria que traduce los ARN mensajeros en los procariotas así como en el citoplasma, los cloroplastos y las mitocondrias de las células eucariotas. Con el objetivo de aumentar la comprensión de las funciones de las proteínas ribosómicas cloroplásticas (PRC) o mitocondriales (PRM) en las plantas, hemos iniciado una aproximación de genética inversa para identificar y caracterizar en la planta modelo Arabidopsis thaliana mutantes afectados en este tipo de proteínas. Hemos identificado alelos portadores de una inserción de ADN-T en genes nucleares que cifran PRM o PRC y para los que no se han descrito alelos viables de pérdida de función. Actualmente estamos caracterizando estos mutantes a nivel fenotípico, genético y molecular.

línea 2 victor quesada y pedro robles

Fenotipo vegetativo de mutantes identificados en nuestro laboratorio afectados en genes que codifican proteínas ribosómicas cloroplásticas (panel superior) o mitocondriales (panel inferior). En la esquina superior izquierda se muestra una foto del silvestre Columbia-0 del que derivan los mutantes.

P. Robles, V. Quesada
Research Progress in the Molecular Functions of Plant mTERF Proteins
Cells 10, 205 (2021).

E. Núñez-Delegido, P. Robles, A. Ferrández-Ayela, V. Quesada
Functional analysis of mTERF5 and mTERF9 contribution to salt tolerance, plastid gene expression and retrograde signalling in Arabidopsis thaliana
Plant Biology, 22, 459-471 (2020).

A. Lidón-Soto, E. Núñez-Delegido, I. Pastor-Martínez, P. Robles, V.Quesada
Arabidopsis plastid-RNA polymerase RPOTp is involved in abiotic stress tolerance
Plants 9, 834 (2020).

P. Robles P, V. Quesada
Transcriptional and post-transcriptional regulation of OGE and its roles in plant salt tolerance.
International Journal of Molecular Sciences, 20, 1056 (2019).

P. Robles, E. Núñez-Delegido, A. Ferrández-Ayela, R. Sarmiento-Mañús, J.L. Micol, V. Quesada
Arabidopsis mTERF6 is required for leaf patterning.
Plant Science 266, 117-129 (2018).

P. Robles, V. Quesada
Organelle Genetics in Plants.
International Journal of Molecular Sciences 22, 2104 (2021).

P. Robles, V. Quesada
Emerging Roles of Mitochondrial Ribosomal Proteins in Plant Development.
International Journal of Molecular Sciences, 18: 2595 (2017).

V. Quesada
The roles of mitochondrial transcription termination factors (MTERFs) in plants.
Physiologia Plantarum, 157, 389-399 (2016).

P. Robles, J.L. Micol, V. Quesada
Mutations in the plant-conserved MTERF9 alter chloroplast gene expression, development and tolerance to abiotic stress in Arabidopsis thaliana.
Physiologia Plantarum 154, 297-313 (2015).

P. Robles, J.L. Micol, V. Quesada
Arabidopsis MDA1, a nuclear-encoded protein, functions in chloroplast development and abiotic stress responses.
PLoS ONE 8, e42924 (2012).

Caracterización genética y molecular de mutantes afectados en proteínas ribosómicas mitocondriales de Arabidopsis thaliana. Agencia de financiación: Universidad Miguel Hernández de Elche. Vigencia: desde: 2020 – 2021.
PI: Víctor Manuel Quesada Pérez.


Unidad de Microscopía de Fluorescencia de Hoja de Luz (IDIFEDER/2018/016). Instituto de Bioingeniería. Universidad Miguel Hernández. Agencia de financiación: Convocatoria de subvenciones para infraestructuras y equipamiento I+D+i de la Generalitat Valenciana. Vigencia: 2018 – 2020.
PI: José Manuel Pérez.


Regulación y nuevas funciones del gen ARGONAUTE1 de Arabidopsis”. Instituto de Bioingeniería. Universidad Miguel Hernández. Agencia de financiación: Ministerio de Economía y Competitividad. Vigencia: desde: 2015 – 2017.
PI: María Rosa Ponce.


Caracterización funcional de los genes mTERF MDA1 y MDA2 de Arabidopsis thaliana”. Instituto de Bioingeniería. Universidad Miguel Hernández. Agencia de financiación: Ayudas de la Generalitat Valenciana para grupos de investigación consolidables. Vigencia: 2015 – 2016.
PI: Víctor Manuel Quesada Pérez.


Análisis de la familia génica de los factores de transcripción mTERF en las plantas. Agencia de financiación: Generalitat Valenciana. Vigencia: 2009 – 2010.
PI: Víctor Manuel Quesada Pérez.