Proxecto H2020 GeminiDECODER: Illamento e caracterización de pares móbiles sRNA/diana en plantas usando unha proteína viral como sonda

Os ARN pequenos (ábrese nunha nova xanela) (ARN pequenos) son moléculas que se atopan dentro das plantas e que están implicadas en practicamente todos os procesos regulatorios. Controlan as respostas a estímulos internos e externos, por exemplo, e modulan o crecemento. Tamén desempeñan un papel fundamental na propagación por toda a planta da interferencia de ARN (ábrese nunha nova xanela) (ARNi), un sistema regulador xenético que actúa para silenciar a actividade de xenes específicos. «Os ARN pequenos son moléculas móbiles», explica o coordinador do proxecto GeminiDECODER, Eduardo Bejarano, do Instituto de Horticultura Mediterránea e Subtropical «La Mayora» (ábrese nunha nova xanela) de España. «A súa mobilidade e diversidade dificultaron a súa identificación e caracterización completas, así como as das súas posibles dianas de ARN».

Estes desafíos limitaron a nosa comprensión de varios procesos importantes das plantas; por exemplo, como se transforman as respostas locais das plantas en sistémicas. Este proceso é clave para activar as defensas das plantas contra a privación de nutrientes ou auga, ou as enfermidades. No proxecto GeminiDECODER, que contou co apoio do programa Marie Skłodowska-Curie Actions e coa coordinación da Universidade de Málaga, empregáronse sondas de proteínas derivadas de virus vexetais.

En España, o proxecto buscou desenvolver novas formas de illar e caracterizar estes ARN móbiles e os seus potenciais ARN diana. «Para iso, seguimos unha estratexia completamente nova: usar proteínas derivadas de virus vexetais como sondas para detectar ARN cunha resolución sen precedentes», explica Bejarano. Esta técnica, segundo cre Bejarano, podería axudar aos científicos a illar mellor os ARN móbiles e os seus obxectivos en diferentes plantas, e podería ter aplicacións potenciais na regulación da produtividade dos cultivos. O papel das proteínas nos procesos de desenvolvemento Para acadar estes obxectivos, o proxecto transferiu xeneticamente plantas para que acumulasen unha proteína viral chamada C4. A proteína do virus do enrolamento da folla amarela do tomate (TYLCV, Geminivirus) foi seleccionada debido á súa capacidade para interferir co movemento dos ARN. «A presenza de C4 nas plantas interfere co movemento dos ARN móbiles», engade Bejarano. «Isto significa que os ARN móbiles xa non poden alcanzar as súas localizacións habituais e os ARN marcados para a degradación xa non serán silenciados».

Ao analizar os niveis anormais de acumulación de ARN, Bejarano puido identificar posibles dianas de ARN para os ARN móbiles. Tamén puido recompilar información sobre a identidade do ARN móbil específico en cuestión. Unha vez identificados estes xenes diana, Bejarano puido analizar a súa función biolóxica. «Como proba de concepto, aplicamos C4 para analizar o patrón do tecido radicular determinado polos ARN móbiles», di Bejarano. «Isto permitiunos expoñer o papel que desempeñan certas proteínas vexetais na promoción do movemento do sRNA e no control dos procesos de desenvolvemento nas plantas». Optimización da produción sostible de cultivos GeminiDECODER fixo varios descubrimentos importantes ao usar C4 como unha posible sonda de ARN móbil. Illáronse novos pares putativos de ARN móbil/diana que están á espera de confirmación e caracterización biolóxica. «A ARNi é fundamental para a maioría dos mecanismos reguladores nas plantas», sinala Bejarano. «Polo tanto, este proxecto podería axudar a abrir novas vías de investigación». A nivel práctico, identificar plantas na natureza que expresen niveis máis altos ou máis baixos dun ARN específico podería axudar a explicar por que poderían exhibir unha maior resistencia aos patóxenos, á seca ou á inanición de nutrientes. «Este problema é primordial para unha poboación mundial en constante crecemento, cando a produción de cultivos debe optimizarse e levarse a cabo dun xeito ecolóxico e sostible», afirma Bejarano.