Estudio de los mecanismos moleculares de acción de factores de transcripción de la familia TCP de Arabidopsis thaliana

Abstract

Siendo organismos sésiles, las plantas deben adaptarse a la radiación solar, esencial para la fotosíntesis. La de-etiolación es la transición de escotomorfogénesis a fotomorfogénesis que ocurre durante la exposición a la luz. Implica cambios morfológicos y moleculares, modulados por fotorreceptores y fitohormonas, que generan la apertura y expansión de los cotiledones y el desarrollo del aparato fotosintético. La vía de señalización retrógrada y las hormonas brasinoesteroides son reguladores negativos de este proceso. Los factores de transcripción GLK (GOLDEN2-LIKE) son esenciales para la biogénesis de cloroplastos. Se ha observado que GLK1 es inducido por luz y reprimido por señales retrógradas. Los factores de transcripción de la familia TCP (TEOSINTE BRANCHED 1, CYCLOIDEA y PROLIFERATING CELL FACTORS) participan en múltiples aspectos del desarrollo vegetal modulando la respuesta a estímulos internos y externos. Esta tesis se enfoca en identificar factores de transcripción que interactúan con proteínas TCP. El objetivo es ampliar la comprensión sobre las funciones que desempeña esta familia en la determinación de la morfología y la arquitectura de las plantas. Los estudios presentados permitieron obtener nuevas evidencias sobre los procesos regulados por las proteínas TCP. Describimos su accionar como reguladores positivos de la de-etiolación en plántulas de Arabidopsis, actuando sobre la familia de factores de transcripción GLK a través de diferentes mecanismos, mediante interacciones proteína-proteína o regulaciones transcripcionales. Adicionalmente, establecimos conexiones entre miembros de la familia TCP y otras vías que modulan el desarrollo fotomorfogénico, como la comunicación retrógrada de cloroplasto a núcleo y la vía hormonal de brasinoesteroides.

As sessile organisms, plants must adapt to solar radiation, essential for photosynthesis. De-etiolation is the transition from scotomorphogenesis to photomorphogenesis that occurs during exposure to light. It involves morphological and molecular changes, modulated by photoreceptors and phytohormones, that generate the opening and expansion of cotyledons and the development of the photosynthetic apparatus. The retrograde signaling pathway and brassinosteroid hormones are negative regulators of this process. GLK (GOLDEN2-LIKE) transcription factors are essential for chloroplast biogenesis. It has been observed that GLK1 is induced by light and repressed by retrograde signals. TCP family transcription factors (TEOSINTE BRANCHED 1, CYCLOIDEA and PROLIFERATING CELL FACTORS) are involved in multiple aspects of plant development, modulating the response to internal and external stimuli. This thesis focuses on the identification of transcription factors that interact with TCP proteins. The aim is to broaden the understanding of the roles played by this family in determining plant morphology and architecture. The studies presented provided new evidence on the processes that are regulated by TCP proteins. We describe their actions as positive regulators of de-etiolation in Arabidopsis seedlings, acting on the GLK family of transcription factors through different mechanisms, by protein-protein interactions or transcriptional regulations. Additionally, we established connections between TCP family members and other pathways that modulate photomorphogenic development, such as chloroplast-to-nucleus retrograde communication and the brassinosteroid hormone pathway.