Análisis de la participación del RNA largo intergénico no codificante TALIR, en el desarrollo y durante el estrés por déficit hídrico en Arabidopsis thaliana

Abstract

El desarrollo vegetal es un proceso fisiológico complejo regulado por numerosas proteínas, factores de transcripción y señales ambientales. En este contexto, los RNAs largos no codificantes (lncRNAs) han emergido como moduladores clave del crecimiento y la respuesta al estrés. Los lncRNAs son transcritos de longitud mayor a 200 nucleótidos de baja o ninguna capacidad codificante que regulan la expresión génica mediante interacciones con DNA, proteínas y otros RNAs. Sin embargo, a pesar de sus funciones relevantes, solo un número limitado de lncRNAs ha sido caracterizado en plantas. En este estudio se describe, a nivel genómico y fenotípico, el lncRNA TALIR, localizado en la región intergénica entre TATA-binding protein 2 (TBP2) y el gen que codifica para una ubiquitina ligasa E3 RINGU en Arabidopsis thaliana. Las plantas mutantes de TALIR mostraron hojas y rosetas de menor tamaño, así como una disminución en la densidad de raíces laterales. Además las líneas mutantes de TALIR presentan niveles alterados de la abundancia relativa de TBP2, lo que conduce a una desregulación de la expresión del MIR396 y GRF2, así como de MIR156 y SPL9, sugiriendo que estas desregulaciones podrían contribuir a la variación del tamaño de las hojas. Por otro lado, el estrés abiótico es una de las principales causas de pérdida de cultivos a nivel global, por lo que se investigó si TALIR está involucrado en la respuesta al estrés hídrico. TALIR se acumula en tratamientos con ABA y NaCl en plantas WT, mientras que las mutantes de TALIR exhiben insensibilidad a ABA durante la germinación, lo que sugiere un posible papel de TALIR en este proceso. En conjunto, estos resultados expanden el conocimiento actual sobre los lncRNAs en el desarrollo y la respuesta al estrés abiótico y aporta nuevos hallazgos del control de la regulación mediada por MIRNAs.

Plant development is a complex physiological process regulated by numerous proteins, transcription factors, and environmental signals. In this context, long non-coding RNAs (lncRNAs) have emerged as important modulators of plant growth, development and stress responses. LncRNAs are transcripts longer than 200 nucleotides with little or no protein-coding capacity that regulate gene expression through interactions with DNA, proteins, and other RNAs. However, despite their important regulatory roles, only a limited number of them have been characterized in plants. In this study, we describe the genetic and phenotypic characterization of the TBP2-associated long intergenic non-coding RNA (TALIR) encoded upstream of TATA-binding protein 2 (TBP2) and downstream of the ubiquitin ligase gene E3 RINGU of Arabidopsis thaliana. Talir mutant plants exhibited smaller leaves and rosette size, as well as reduced lateral root density. Additionally, talir mutant lines displayed altered relative levels of TBP2, leading to the deregulation of MIR396 and GRF2, as well as MIR156 and SPL9 expression, suggesting that these alterations may in part contribute to the altered leaf size observed. Furthermore, abiotic stress is one of the main causes of crop losses worldwide. Therefore, we investigated whether TALIR is involved in water-deficit stress responses. TALIR is upregulated upon ABA and NaCl treatments in WT plants, whereas talir mutants exhibit ABA insensitivity during germination, suggesting a potential role for TALIR in plant development and abiotic stress responses. Together, these results widen our current understanding on the roles of lncRNAs in plant development and stress responses and provide new insights into miRNA-mediated regulatory mechanisms.