Participación de la metil transferasa de RNA en los procesos de desarrollo y de déficit hídrico en Physcomitrella patens

Abstract

Los procesos fisiológicos que son llevados a cabo en un organismo deben ser finamente regulados para su correcto desarrollo, supervivencia y respuesta a estrés ante su medio ambiente. Una vía regulatoria importante es a nivel de modificaciones de etiquetas químicas que se escriben sobre los RNAs, estas regulan su ciclo de vida, participando en su biogénesis, traducción y degradación, entre otros. Una de estas etiquetas es la metilación en el residuo de adenosina en la posición N-6, N6- metiladenosina (m6A). Participa de manera fundamental en la regulación de procesos fisiológicos básicos para la vida como lo es el desarrollo embrionario. El knockout de METTL3, la cual contiene la actividad catalítica de “escribir” a m6A per se en mamíferos, y sus homólogos en diferentes organismos provoca un fenotipo deletéreo, indicando su importancia. Para el presente proyecto se analizó al homólogo de METTL3 (PpMETTL3) en el musgo modelo Physcomitrella patens. Se utilizaron líneas mutantes de los genes Ppmettl3 y Ppwtap, las cuales forman parte del grupo de las escritoras. Para realizar en la presente investigación, se utilizo tejido homogenado o proveniente de protoplastos. Se estudiaron los procesos de desarrollo del protonema a nivel morfológico y molecular en condiciones control. Adicionalmente se evaluó la respuesta a la gravedad y su respuesta fototrópica, complementando con el análisis fototrópico de la mutante de mta de A. thaliana. Se evaluó a su vez, la respuesta a las auxinas exógenas, ácido naftalenacético (NAA), ácido indolacético (IAA) y al inhibidor de auxinas ácido α- (ρ-clorofenoxi) isobutírico (PCIB). También fue examinada su respuesta morfológica y molecular a la fitohormona ácido abscísico (ABA) y se realizaron ensayos de deshidratación para evaluar la respuesta al déficit hídrico. Finalmente, se buscaron los transcritos metilados asociados a la vía de señalización de auxinas, luz y ABA en la base de datos de precipitados de m6A provista por el Dr. José Luis Reyes Taboada (IBT-UNAM).

All of the physiological processes that take place in an organism must be finely regulated in order to achieve a correct development, survival and stress response. One important regulatory pathway is through chemical labels that are written over the RNA strain. These chemical labels regulate its life cycle, which includes, its biogenesis, translation and degradation, among others. One of these chemical labels it’s the methylation of the N-6 position of the adenosine residue N6- methyladenosine (m6A). It has a key role in life fundamental physiological processes such as embryogenesis. METTL3 knockout whom has the catalytic activity of “writing” m6A per se, causes a lethal phenotype in mammals and other organisms, which points out its importance in the organisms. For the present project we analyzed the METTL3 homologue in the moss Physcomitrella patens (Ppmettl3). Mutant strains for the writers Ppmettl3 and Ppwtap, were used and several analyses were performed in order to characterize them. For this project we used tissue from protoplasts and homogenated tissue. First, the growth of the protonema in control conditions was evaluated through morphological and molecular analysis were performed. Subsequently gravitropism and phototropism were tested, for better understandment of the later we analyzed the phototropism from a mta mutant of A. thaliana. Then we evaluated the response of Ppmettl3 mutant to diffenten auxins, indoleacetic acid (IAA), auxin naphthaleneacetic acid (NAA) and the auxin inhibitor α- (ρ-chlorophenoxy) isobutyric acid (PCIB). Ppmettl3 mutant was also tested with another plant hormone, abscisic acid (ABA) in addition to desiccation assays to evaluate its molecular and morphological response to water deficit. Finally, multiple methylated transcripts associated with the auxin, light, and ABA signaling pathway were searched in a m6A immunoprecipitated database provided by Dr. Jose Luis Reyes Taboada from IBT-UNAM.