Mecanismos epigenéticos y redes de interacción de LHP1 en brasicáceas bajo cambios ambientales

EPI-NET tiene como objetivo avanzar en la comprensión y manipulación de los mecanismos epigenéticos que regulan las respuestas de las plantas a estímulos ambientales, con un enfoque en la memoria transcripcional, la remodelación de la cromatina y las redes epigenéticas conservadas en brasicáceas. Un objetivo central es el desarrollo de un sistema basado en dCas9 fusionado con demetilasas de histonas para dirigir y eliminar las marcas H3K27me3, permitiendo un control preciso de la memoria transcripcional. Esta herramienta innovadora será validada mediante expresión transitoria en Arabidopsis y otras especies de la familia, y se optimizará mediante la generación de líneas transgénicas estables de Arabidopsis. Este sistema tiene un gran potencial para impulsar tanto la investigación fundamental como las aplicaciones prácticas en la mejora de cultivos, con resultados esperados que incluyen una publicación de alto impacto y una solicitud de patente. El proyecto también explora la regulación postraduccional de la proteína LIKE HETEROCHROMATIN PROTEIN 1 (LHP1), un componente clave del complejo Polycomb, para comprender su papel en la modulación de la estructura de la cromatina y la transcripción. La caracterización exhaustiva de las modificaciones postraduccionales (PTMs) de LHP1, como la fosforilación y la ubiquitinación, proporcionará nuevos conocimientos sobre sus mecanismos regulatorios. Los análisis funcionales de mutantes deficientes en PTMs arrojarán luz sobre las implicaciones biológicas de estas modificaciones, revelando cómo influyen en las respuestas de las plantas a las condiciones ambientales. Además, se caracterizará la red de remodelación de la cromatina asociada a LHP1 mediante la identificación de proteínas en su proximidad bajo diversas condiciones ambientales en Arabidopsis y en diversas brasicáceas utilizando técnicas de proximity labelling. Experimentos de RNA-seq y ChIP -seq validarán los mecanismos epigenéticos clave, mientras que los estudios de interacciones genéticas establecerán relaciones funcionales. Este trabajo esclarecerá el papel de LHP1 como remodelador de la cromatina, ampliando nuestra comprensión de la regulación epigenética en plantas. El proyecto también investigará los mecanismos epigenéticos conservados en Aethionema arabicum, una especie basal de brasicáceas, estableciéndola como un modelo para estudios de epigenética comparativa. Al estudiar sus respuestas a la sombra y otros estímulos ambientales, la investigación identificará genes reguladores clave, como HFR1, y caracterizará fenotipos relacionados con el estrés y marcadores epigenéticos. El desarrollo de un protocolo robusto de transformación para Aethionema permitirá su uso como sistema modelo para estudiar la adaptación ambiental y la regulación epigenética. Esta investigación generará conjuntos de datos novedosos, incluidos epigenomas de H3K27me3, PTMs de LHP1 y redes de remodelación de la cromatina, junto con análisis transcriptómicos y fenotípicos en brasicáceas. Al integrar herramientas innovadoras, análisis moleculares y estudios comparativos, el proyecto proporcionará conocimientos transformadores sobre la epigenética vegetal, contribuyendo al conocimiento fundamental y abordando desafíos globales como la resiliencia de los cultivos y la adaptación al cambio climático. Los hallazgos se difundirán a través de publicaciones, repositorios de datos y una solicitud de patente, fomentando la innovación y la colaboración en el campo.