Registro:
| Documento: | Tesis de Grado |
| Título: | Mecanismos post-transcripcionales en la regulación de la respuesta de las plantas a la temperatura |
| Autor: | Fera, Juliana |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIBYNE)
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| Publicación en la web: | 2026-07-08 |
| Fecha de defensa: | 2025-04-04 |
| Fecha en portada: | Abril 2025 |
| Grado Obtenido: | Grado |
| Título Obtenido: | Licenciado en Ciencias Biológicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular |
| Director: | Iglesias, María José |
| Director Asistente: | Mateos, Julieta Lisa |
| Jurado: | Lucero, María Soledad; Murcia, Mauro Germán; Ariel, Federico Damián |
| Idioma: | Español |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001821_Fera |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/seminario/seminario_nBIO001821_Fera.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/seminario/document/seminario_nBIO001821_Fera |
| Ubicación: | BIO 001821 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Fera, Juliana. (2025). Mecanismos post-transcripcionales en la regulación de la respuesta de las plantas a la temperatura. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001821_Fera |
Resumen:
Las proyecciones basadas en el escenario de cambio climático predicen una ocurrencia más frecuente de periodos con temperaturas ambientales más extremas. Las plantas, al ser organismos sésiles, necesitan ajustar sus programas de crecimiento y desarrollo a los cambios en la temperatura a través de una regulación rápida y versátil de la expresión génica. El splicing alternativo (AS), que genera distintos RNAs maduros a partir del mismo transcripto primario; y el silenciamiento por microRNAs (miRNAs), son dos mecanismos post-transcripcionales clave para la adaptación de las plantas a ambientes cambiantes. Argonauta (AGO1) es una proteína que participa en el silenciamiento génico mediado por microRNAs. Datos obtenidos en el laboratorio dieron cuenta que hay una regulación diferencial del splicing de AGO1 frente a temperatura en Arabidopsis thaliana. A través del uso diferencial de sitios 3 ́aceptores de splicing se generan dos transcriptos que darían lugar a una versión larga de la proteína (AGO1-L) con 2 aminoácidos extra y una versión que en contraposición describimos como corta (AGO1-S). La versión AGO1-S se encuentra enriquecida a 12°C con respecto a AGO1-L; mientras que a 22oC ambas isoformas (AGO1-S y AGO1-L) se encuentran presentes en niveles similares. Se tomaron datos públicos de experimentos de RNAseq y se calculó la relación de los mRNAs correspondientes a las isoformas AGO1-S y AGO1-L en un rango de temperatura más amplio, entre 16°C y 37°C. Los resultados indican que la relación de abundancia de las isoformas cambia de manera lineal con la temperatura, lo que sugiere que podría existir una relevancia biológica de las versiones de AGO1 en respuesta al ambiente. Para indagar sobre el impacto funcional de cada una de las isoformas a las distintas temperaturas, se hicieron experimentos de complementación genética del fenotipo de la mutante ago1-27 con construcciones que expresaban mayormente una u otra isoforma, es decir, AGO1-L o AGO1-S. Observamos que las plantas que expresan la versión AGO1-S complementan mejor los defectos en el desarrollo de las hojas de la mutante ago1-27 a bajas temperaturas. Sin embargo, a altas temperaturas no hay diferencia entre ambas versiones de AGO1. Resultados similares obtuvimos al evaluar la complementación a nivel molecular midiendo la expresión de genes target de miRNAs, CUC1 y HAP2B, que se encuentran sobreexpresados en la mutante ago1-27. Se realizó entonces un análisis bioinformático para determinar en qué especies se encuentran presentes las isoformas. Pudimos determinar que ambas isoformas se encuentran sobrerrepresentadas en el orden de las Brassicales, se identifican en algunos otros órdenes dentro del gran clado de las rósidas y en un único orden dentro del gran clado de las astéridas. Mediante modelado estructural, se compararon ambas versiones proteicas y el impacto en la estructura de los dos aminoácidos de diferencia entre AGO1-S y AGO1-L. El uso de predictores bioinformáticos, nos permitió hipotetizar sobre posibles cambios en su regulación por modificaciones post-traduccionales. En la presente tesis aportamos evidencias acerca de un nuevo mecanismo molecular, donde cambios en la temperatura ambiente afectan el AS de AGO1 alterando la proporción entre dos versiones proteicas que podrían tener distinta funcionalidad. Esta interconexión entre dos mecanismos post-transcripcionales formaría parte de la respuesta de adaptación de las plantas a dichos cambios ambientales.
Abstract:
Climate change scenario projections predict a more frequent occurrence of periods with extreme environmental temperatures. Plants, as sessile organisms, need to adjust their growth and development programs to temperature changes through rapid and versatile regulation of gene expression. Alternative splicing (AS), which generates different mature mRNAs from the same primary transcript, and microRNA (miRNA)-mediated silencing are two key post-transcriptional mechanisms for plant adaptation to changing environments. Argonaute (AGO1) is a protein involved in gene silencing mediated by miRNAs. Data obtained in our laboratory indicated differential regulation of AGO1 splicing in response to temperature in Arabidopsis thaliana. Through differential usage of 3′ splicing acceptor sites, two transcripts are generated, resulting in a long version of the protein (AGO1-L) with two extra amino acids and a shorter version (AGO1-S). The AGO1-S version is enriched at 12°C compared to AGO1-L, whereas at 22°C, both isoforms (AGO1-S and AGO1-L) are present at similar levels. Publicly available RNAseq data were used to calculate the ratio of mRNAs corresponding to AGO1-S and AGO1-L isoforms over a broader temperature range, from 16°C to 37°C. The results indicate that the abundance ratio of these isoforms changes linearly with temperature, suggesting that the versions of AGO1 may have biological relevance in response to environmental changes. To investigate the functional impact of each isoform at different temperatures, genetic complementation experiments were performed on the ago1-27 mutant with constructs expressing predominantly one or the other isoform, namely AGO1-L or AGO1-S. We observed that plants expressing the AGO1-S version better complemented leaf development defects of the ago1-27 mutant at low temperatures. However, at high temperatures, no difference was observed between both AGO1 versions. Similar results were obtained when evaluating complementation at the molecular level by measuring the expression of miRNA target genes, CUC1 and HAP2B, which are overexpressed in the ago1-27 mutant. A bioinformatic analysis was then performed to determine in which species the isoforms are present. We were able to establish that both isoforms are overrepresented in the order Brassicales, identified in some other orders within the large Rosidae clade, and in a single order within the Asteridae clade. Through structural modeling, we compared both protein versions and assessed the impact of the two amino acids differing between AGO1-S and AGO1-L. The use of bioinformatic predictors allowed us to hypothesize possible changes in their regulation due to post-translational modifications. In this thesis, we provide evidence for a novel molecular mechanism in which changes in ambient temperature affect AGO1 AS, altering the ratio between two protein versions that may have distinct functionalities. This interconnection between two post-transcriptional mechanisms could be part of the plant's adaptive response to environmental changes.
Citación:
---------- APA ----------
Fera, Juliana. (2025). Mecanismos post-transcripcionales en la regulación de la respuesta de las plantas a la temperatura. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001821_Fera
---------- CHICAGO ----------
Fera, Juliana. "Mecanismos post-transcripcionales en la regulación de la respuesta de las plantas a la temperatura". Tesis de Grado, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2025.https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001821_Fera
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