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El estado estequiométrico del complejo SHR-SCR como modulador de divisiones dentro del nicho de células madre de la raíz

El crecimiento y desarrollo continuado de las raíces de las plantas ocurre gracias a un conjunto de células situado en la zona apical de la raíz denominado nicho de células madre. Este nicho, a su vez, está formado por un centro organizador que raramente se divide, conocido como centro quiescente (QC). El QC mantiene en un estado indiferenciado a las células iniciales las cuales generaran por división asimétrica los distintos tejidos que conforman la raíz.
El factor de transcripción SHORTROOT (SHR) juega un papel clave en el control de la división asimétrica de las células iniciales CEI que dan lugar a los tejidos córtex y endodermis. Tras ser transcrito y traducido en la estela, la proteína de SHR se mueve a las CEI, al centro quiescente y a la endodermis, donde forma un complejo con otro factor de transcripción, SCARECROW (SCR), el cual restringe el movimiento de SHR y regula junto a SHR la división que dará lugar al córtex y endodermis.
En esta colaboración entre investigadores del CBGP con la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NCSU), se ha generado un modelo predictivo gracias a la combinación de ecuaciones matemáticas y el diseño experimental donde se muestra que los niveles de transcritos de SHR y SCR, así como diferencias en el estado estequiométrico del complejo proteico SHR-SCR están asociados a diferencias en la división del QC y de las CEI (Panel A). Niveles altos del complejo SHR-SCR promueven las divisiones del CEI, mientras que reprimen las divisiones del QC. Estos datos se apoyan en un mutante que no expresa SCR (scr4), donde a través de análisis confocal y utilizando la técnica de cuantificación estadística “Number and Brightness” se observa una carencia en la formación el complejo SHR-SCR que se asocia con un mayor número de divisiones del QC (Panel B).
Finalmente, haciendo uso del modelo se han identificado dos nuevos factores de transcripción como reguladores de los niveles de SHR en el nicho de células madre: SEU como regulador positivo y WOX5 como negativo.

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Publicación Original:

Clark, N.M., Fisher, A.P., Berckmans, B., Broeck, L.V. den, Nelson, E.C., Nguyen, T.T., Bustillo-Avendaño, E., Zebell, S.G., Moreno-Risueno, M.A., Simon, R., Gallagher, K.L., Sozzani, R. 2020. Protein complex stoichiometry and expression dynamics of transcription factors modulate stem cell division. Proceedings of the National Academy of Sciences 117, 15332–15342. DOI: 10.1073/pnas.2002166117

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