Estrés y muerte celular programada en leguminosas: efectos de la expresión de supresores de muerte celular.

Abstract

En leguminosas, condiciones de estrés aceleran el proceso de senescencia e inducen muerte celular, comprometiendo la asimilación del carbono, la fijación biológica del nitrógeno y en consecuencia el crecimiento y la productividad. La hipótesis inicialmente planteada fue que la expresión de supresores de muerte de origen animal retardan los procesos de senescencia y muerte del sistema planta-simbionte bajo condiciones de estrés. Debido a que no se logró obtener plantas enteras transformadas, se optimizó la generación de plantas compuestas con raíces en cabellera transgénicas. Curiosamente, las raíces de soja transgénicas con expresión de Ced-9, proteína anti-apoptótica de Caenorhabditis elegans que no presenta homólogos identificados en el reino vegetal, tuvieron disminuida su capacidad de nodulación; resultado que nos condujo a replantear nuestros objetivos iniciales. La proteína CED-9 conservó sus funciones en plantas de soja sometidas a condiciones de estrés, inhibiendo procesos de muerte celular, lo que sugiere un nivel de funcionalidad similar entre los componentes que forman parte de los mecanismos de muerte celular programada en plantas y animales. No obstante, aún no se han determinado los mecanismos por los que estas proteínas ejercen sus efectos en las plantas. En este sentido, hemos observado la capacidad de CED-9 de controlar la homeostasis iónica y de regular el proceso de autofagia, explicando, al menos en parte, la función conservada de los anti-apoptóticos de animales en plantas de soja y sus efectos sobre la nodulación y procesos de muerte celular. Asimismo, con el objetivo de evaluar la participación de autofagia en los procesos mencionados, se utilizaron herramientas farmacológicas y de genómica funcional. Estas aproximaciones demostraron la implicancia de autofagia en los mecanismos de sobrevida y en la simbiosis soja-Bradyrhizobium japonicum. Finalmente, se propone que la capacidad de CED-9 de regular autofagia en soja se debe a su potencial interacción con el dominio putativo BH3 de la proteína GmATG6/BEC-1, regulador maestro de dicho proceso. Estudios futuros serán realizados para comprobar esta hipótesis.