Análisis del efecto de oligogalacturónidos (OGs) sobre la ruta de señalización de la proteína TOR en maíz (Zea mays L.)

Abstract

Cell growth (increase in size) is regulated by the TOR signaling pathway, which integrates environmental cues that modulate cell growth. In plants the final organ size is determined by its cell number and their ability to growth. Several proteins involved in the TOR signaling pathway are conserved in plants. Maize has been reported to be sensitive to rapamycin treatment contrary to Arabidopsis insensitivity. On the other hand, there are reports about the role of auxins in the activation of maize S6K. However, there is large variety of plant growth regulators, among them, cell wall fragments called oligogalacturonides have been described. The proposed mechanism through which oligogalacturonides modulate growth is by an interaction with auxin signaling. Here we report the effect of this kind of cell wall fragments on maize seedlings growth as well as on the activation of S6K which is component of the TOR signaling pathway. We found that oligogalacturonides inhibit coleoptile and primary root growth of seedling treated for ten days. We also found that the interaction with indol-3-acetic acid (auxin) signaling is different depending on the evaluated tissue. The effect shown in addition with the inhibitor rapamycin suggest an interaction of oligogalacturonides with the TOR signaling pathway. This observation was confirmed by western blot, indicating a modulation of S6K activity in response to oligogalacturonides treatment.

Estudios en las dos últimas décadas en mamíferos, señalan que el crecimiento celular (incremento en tamaño) está regulado principalmente por la vía de señalización de la proteína mTOR, (por sus siglas en ingles mammalian Target Of Rapamycin) la cual integra las señales ambientales (factores de crecimiento, nutrientes, etc.) que modulan el crecimiento. Al igual que en mamíferos, el tamaño final de los órganos de una planta está determinado por el número de células que lo conforman, así como de la capacidad de estas para crecer y se han descrito varias proteínas ortólogas de la vía de señalización de TOR. Específicamente en maíz, se ha reportado que contrario a Arabidopsis, es sensible a la rapamicina. Además, esta vía de señalización es activada por la presencia de auxinas. Sin embargo, existen diversos compuestos capaces de regular el crecimiento vegetal, tal es el caso de los fragmentos de pared celular denominados oligogalacturónidos. Se ha propuesto que estos compuestos modulan el crecimiento y desarrollo vegetal a través de una interacción con la vía de señalización de auxinas. En este trabajo reportamos el efecto de estos fragmentos de pared celular sobre el crecimiento y desarrollo de plántulas de maíz, así como su participación en la activación de la proteína S6K la cual es componente de la vía de señalización de TOR. Se encontró que los oligogalacturónidos inhiben el crecimiento del coleóptilo y la raíz primaria de las plántulas tratadas durante diez días. La interacción con el ácido indol-3-acético (auxina) indicó que existen diferencias en la señalización de ambos compuestos dependiendo del tejido. El uso del inhibidor del crecimiento, la rapamicina, mostró una posible interacción de los oligogalacturónidos con la vía de señalización de TOR, lo cual fue corroborado mediante un análisis electroforético en 2 dimensiones y el western blot de los extractos crudos de las plántulas tratadas, con anticuerpos contra la proteína S6K.