Caracterización de un sistema de regeneración de la raíz de Arabidopsis thaliana mediado por Cr(VI) y la subunidad MED18 del complejo mediador

Abstract

Plants are exposed to different types of stress, which cause damage to their tissues. Abiotic stress can be generated by environmental factors, such as exposure to metals, drought, salinity, among others. These damages can result in the loss of tissue, and sometimes are fully or partially reversed by expression of genes required for cell regeneration. The MEDIATOR complex serves as scaffold between general transcriptional factors and RNA polymerase II. The MED18 subunit has a program of cell death in the meristem and presents hypersensitivity to different types of stress. In this work, we analyzed the response of med18-1 and med18-2 mutants to Cr(VI) supplementation, and found that in sub-lethal concentrations the length of the primary root is inhibited, but two meristems are generated from a single one, which allows the formation of two independent roots. The process of formation of the double root depends on the transcriptional factor ERF115, the auxinic response factor SOLITARY ROOT (SLR) and the transport of auxin through the PIN proteins. The results revealed a morphogenesis program in which MED18 and Cr(VI) act synergistically to promote root regeneration in vivo in Arabidopsis.

Las plantas se encuentran expuestas a diferentes tipos de estrés que causan daños en sus tejidos. El estrés abiótico puede deberse a diversos factores ambientales, como la exposición a altas concentraciones de metales, sequía, salinidad, entre otros. Dichos agobios resultan en la pérdida de tejidos, que en ocasiones se pueden revertir total o parcialmente gracias a los ajustes en la expresión de genes necesarios para procesos de regeneración. Para que la transcripción de dichos genes se lleve a cabo, se requiere al complejo Mediador, que sirve de andamio entre los factores transcripcionales generales y la ARN polimerasa II. Las mutantes de la subunidad MED18 presentan un programa de muerte celular en el meristemo de la raíz e hipersensibilidad a diferentes tipos de estrés. En este trabajo, se analizó la respuesta de las mutantes med18-1 y med18-2 a la exposición con Cr(VI), observando que, en concentraciones sub-letales del metal, se inhibe la longitud de la raíz primaria y se generan dos meristemos a partir de uno, los cuales terminan por formar dos raíces independientes. El proceso de formación de la doble raíz depende del factor transcripcional ERF115, de la vía de señalización de las auxinas a través de la proteína SOLITARY ROOT (SLR) y del transporte adecuado de esta fitohormona a través de los transportadores de la familia PIN. Los resultados revelaron un programa de morfogénesis en el que la función de MED18 y la respuesta adaptativa al Cr(VI) actúan de manera sinérgica para promover la regeneración in vivo de la raíz de Arabidopsis.