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Silvestre Vañó, Marina
Madueño Albi, Francisco (dir.) Departament de Genètica |
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Aquest document és un/a tesi, creat/da en: 2020 | |
La transición de la fase vegetativa a la reproductiva, también conocida como transición
floral, es un paso crítico en ciclo de vida de las plantas, por lo que se encuentra finamente
regulada por una compleja red genética que responde a factores tanto endógenos como
ambientales. El gen TFL1, y su homólogo FT, son dos de los reguladores claves de la transición
floral. Ambos codifican para proteínas del tipo PEBP (Phosphatidil Ethanolamine Binding
Proteins) y, aunque no son factores de transcripción, ambos son capaces de regular la expresión
de los genes responsables de la iniciación floral. Sin embargo, el modo de acción de TFL1 como
regulador transcripcional no se conoce con detalle. Se ha propuesto que tanto TFL1 como FT
regulan la expresión génica de sus genes diana mediante la formación de complejos con FD, un
factor de transcripción de tipo bZIP, y que dicha interacción se e...
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La transición de la fase vegetativa a la reproductiva, también conocida como transición
floral, es un paso crítico en ciclo de vida de las plantas, por lo que se encuentra finamente
regulada por una compleja red genética que responde a factores tanto endógenos como
ambientales. El gen TFL1, y su homólogo FT, son dos de los reguladores claves de la transición
floral. Ambos codifican para proteínas del tipo PEBP (Phosphatidil Ethanolamine Binding
Proteins) y, aunque no son factores de transcripción, ambos son capaces de regular la expresión
de los genes responsables de la iniciación floral. Sin embargo, el modo de acción de TFL1 como
regulador transcripcional no se conoce con detalle. Se ha propuesto que tanto TFL1 como FT
regulan la expresión génica de sus genes diana mediante la formación de complejos con FD, un
factor de transcripción de tipo bZIP, y que dicha interacción se encuentra mediada por proteínas
tipo 14-3-3. Sorprendentemente, pese a su similitud, TFL1 y FT desarrollan funciones opuestas
en el control de la floración, siendo el complejo FD-FT un activador de la floración, mientras que
FD-TFL1 funciona como represor de la floración. Recientemente, se ha encontrado que tanto la
proteína TFL1 como FT son capaces de interaccionar también con otros factores de
transcripción, aunque la relevancia biológica de dichas interacciones no se conoce con
profundidad.
El primer objetivo de esta tesis ha sido el estudio del papel de TFL1 como regulador
transcripcional. En primer lugar, el análisis de líneas activables por dexametasona nos ha
permitido identificar los genes que responden a la activación postraduccional de TFL1. En
segundo lugar, el análisis de las dianas de TFL1 mediante ChIP-Seq nos ha permitido identificar
a cuáles de dichos genes se une TFL1. Los resultados obtenidos muestran de manera inequívoca
que TFL1 funciona como un co-regulador transcripcional formando un complejo con FD.
En la segunda parte de este trabajo, se han estudiado los interactores de la proteína
TFL1. Por un lado, se han llevado a cabo diferentes rastreos en levadura que nos han permitido
identificar diversas proteínas capaces de formar complejos con TFL1. Por otro lado, entre los
diferentes interactores identificados en estos rastreos, nos hemos centrado en tres factores de
transcripción de tipo bZIP, bZIP30, bZIP52 y bZIP59, para analizar su papel en el control de la
floración y el desarrollo de Arabidopsis. Ensayos de interacción proteína-proteína, así como el
análisis de sus patrones de expresión, nos han permitido confirmar que tanto bZIP30 como
bZIP52 son capaces de interaccionar con TFL1 y que su patrón de expresión solapa con el de
TFL1 en el ápice y la vasculatura del tallo, y en la raíz. Asimismo, el análisis de mutantes simples
y múltiples, líneas de sobreexpresión y dominantes negativas de los tres genes sugiere que estos
bZIP actúan redundantemente en diferentes procesos del desarrollo de la hoja y la semilla, así
como en el control de la floración, posiblemente mediante su interacción con TFL1.
Los resultados de nuestro trabajo ponen de manifiesto la importancia de los complejos
proteicos en los que participa TFL1 en el control de la floración, al tiempo que sugieren un
posible papel de TFL1 en la regulación de otros procesos del desarrollo.The switch from the vegetative to the reproductive phase, also known as floral
transition, is a crucial step in the life cycle of plants, hence it is fine regulated by a complex
genetic network responding to both endogenous and environmental cues. The TFL1 gene, and
its homolog FT, are two key regulators of floral transition. Both genes code for phosphatidil
ethanolamine binding proteins (PEBP) and, despite they are not transcription factors, both are
known to regulate the expression of genes that are responsible for floral initiation. Nevertheless,
the mode of action of TFL1 as a transcriptional regulator remains unclear. It has been proposed
that TFL1 and FT regulate transcription of their target by forming a complex with FD, a bZIP
transcription factor, in a complex mediated by 14-3-3 proteins. Interestingly, despite their high
similarity, TFL1 and FT have opposite roles in the control of flowering, with the FD-FT complex
acting as an activator, and the FD-TFL1 complex as a repressor. Recently, it has been shown that
both TFL1 and FT are able to interact with other transcription factors, however, the biological
relevance of such interactions has not been unveiled yet.
The first objective of this thesis has been the study of the role of TFL1 as a transcriptional
regulator. First, the analysis of dexamethasone-activable lines allowed us to identify all the
genes responding to the posttranslational activation of TFL1. Second, the analysis of the TFL1
target genes by ChIP-Seq allowed us to identify which genes are bound by TFL1. Our results
provide solid evidence that TFL1 acts as a transcriptional co-regulator forming a complex with
FD.
In the second part of this thesis, we studied the interactors of the TFL1 protein. On the
one hand, we carried out several screenings in yeast that allowed us to identify different
proteins that probably form complexes with TFL1. On the other hand, among the different
interactors that we identified, we focused on three bZIP transcription factors, bZIP30, bZIP52
and bZIP59, to study their role in the control of flowering and development of Arabidopsis.
Protein-protein interaction assays, as well as the analysis of their expression patterns, have
allowed us to confirm that both bZIP30 and bZIP52 are capable of interacting with TFL1 and that
their expression pattern overlaps with that of TFL1 in the shoot apex, in the shoot vasculature
and in the root. In addition, the results of the analysis of simple and multiple mutants,
overexpression lines and negative dominant lines of the three bZIP genes, suggests that they act
redundantly in different processes in leaf and seed development, but also in the control of
flowering, probably through its interaction with TFL1.
Our results enhance the important of the protein complexes in which TFL1 is involved in
the control of flowering and suggest a feasible role of TFL1 in the regulation of other
developmental processes.
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