Origen y función del ARN largo no codificante APOLO de Arabidopsis thaliana

Abstract

Analizando el fenotipo integral que presentan las plantas de Arabidopsis thaliana cuando se desregula la expresión del ARN largo no codificante APOLO se observó que presentan similitudes con algunos de los fenotipos observados durante el síndrome de sombreado. Por esto, se planteó analizar si APOLO se encuentra involucrado en la regulación de este síndrome. Se estudió tanto su expresión como el mecanismo molecular mediante el cual actúa, en condiciones de luz normal y en condiciones simulando el sombreado. Se observó que, en condiciones de sombreado, APOLO regula la expresión de BRC1, el principal regulador de la ramificación. Además, en estas mismas condiciones se vio que APOLO modula la expresión de genes involucrados en la síntesis y transporte de auxinas y, de esta forma, regula la respuesta de hiponastía. Por otro lado, se observó que el fenotipo de alteración en la respuesta de hiponastía también se consigue con el agregado exógeno de este ARNlnc. Con este resultado se abre la puerta a nuevas estrategias para modular el desarrollo de las plantas y sus respuestas al ambiente mediante la aplicación de ARNlnc epigenéticamente activos. Además de lo relacionado con la función de APOLO, en este trabajo de tesis se intentó ahondar acerca de su origen y evolución. Se observó que existe una familia de ARNlnc APOLO que está presente sólo en el género Arabidopsis. Además, se sugirió que existe conservación de función, al menos entre algunos miembros de APOLO de A. lyrata y A. thaliana más cercanos filogenéticamente.

Analyzing the overall phenotype exhibited by Arabidopsis thaliana plants when the expression of the long non-coding RNA APOLO is deregulated, it was observed that they present similarities with some of the phenotypes observed during the shade avoidance syndrome. Therefore, it was proposed to analyze whether APOLO is involved in the regulation of this syndrome. Both its expression and the molecular mechanism through which it acts were studied, under normal light conditions and conditions simulating shading. It was observed that, under shading conditions, APOLO regulates the expression of BRC1, the main regulator of branching. Additionally, under these same conditions, APOLO was found to modulate the expression of genes involved in auxin synthesis and transport, thus regulating the hyponastic response. On the other hand, it was observed that the phenotype of altered hyponastic response can also be achieved with the exogenous addition of this lncRNA. This result opens the door to new strategies to modulate plant development and their responses to the environment through the application of epigenetically active lncRNAs. Besides the function of APOLO, this thesis work attempted to delve into its origin and evolution. It was observed that there is a family of APOLO lncRNAs that is only present in the Arabidopsis genus. Additionally, it was suggested that there is functional conservation, at least among some members of APOLO from A. lyrata and A. thaliana that are phylogenetically closer.