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Señalizando "los agujeros" en la pared celular por donde nacerán las raíces laterales

En la planta modelo Arabidopsis, las raíces laterales se inician en un proceso precedido por la expresión periódica de genes conocido como el Reloj de la Raíz. En un proyecto de colaboracion entre los laboratorios del Dr. Benfey (Duke University) y del Dr. Moreno-Risueno (CBGP) se ha identificado que el Reloj de la Raíz require para su correcto funcionamiento del regulador de tráfico de vesícular GNOM asi como de su supresor, ADENOSINE PHOSPHATE RIBOSYLATION FACTOR GTPase ACTIVATION PROTEIN DOMAIN 3 (Figura 1A). Estas proteínas participan en la correcta distribución de pectinas, las cuales median la adhesión intercelular.

A partir de datos de RNA-seq de la zona de oscilacion, donde se ubica el sistema de señalización oscilante del Reloj de la Raiz, y utilizando genetica reversa se determino que el estado de esterificación de las pectinas es esencial para el funcionamiento del Reloj de la Raíz; y asi los genes que regulan la esterificación de pectinas regulan el reloj de la raíz y la iniciación de raíces laterales. Estos resultados indican que el equilibrio entre los estados de pectina esterificada y desesterificada es esencial para la función del Reloj de la Raiz y la posterior iniciación de los primordios radiculares laterales; lo cual ademas se corroboro al encontrar que en los sitios de emergencia de las raíces laterales, las variantes de pectinas esterificadas y desesterificadas se distribuían de manera diferencial (Figura 1B-C). Se observo que las pectinas desesterificadas se reducian en la zona por donde el nuevo primordia emergia, mientras que mayores niveles de pectinas esterificadas se asociaban con esta region. Como la desesterificacion de pectinas se ha asociado con una mayor adehesion celular, esta distribución diferencial de pectinas esterificadas y desesterificadas, reduciria la rigidez de la pared celular permitiendo la emergencia de las raices laterales.

Tomados en su conjunto, estos resultados indican que el proceso de secreción y modificación de pectinas es fundamental para la función del Reloj de la Raiz y la posterior formación de raíces laterales. Dado que las raíces laterales emergen empujando a través de capas celulares suprayacentes, el estado de esterificación de las pectinas proporcionaría la competencia necesaria para formar raíces laterales.

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Publicación Original:

Wachsman, G., Zhang, J., Moreno-Risueno, M.A., Anderson, C.T., Benfey, P.N. 2020. Cell wall remodeling and vesicle trafficking mediate the root clock in Arabidopsis. Science 370, 819–823. DOI: 10.1126/science.abb7250

 

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