FUNCTIONAL ANALYSES OF TISSUE AND ORGAN SPECIFICITY AT THE CORE OF THE ARABIDOPSIS CIRCADIAN CLOCK

Resumen

El reloj circadiano es un mecanismo celular responsable de la generación de ritmos biológicos con un periodo de 24 horas. La importancia de la función del reloj circadiano es evidente en casi todos los organismos estudiados hasta la fecha, desde bacterias hasta los seres humanos. Dado que las plantas son organismos sésiles, la función circadiana es particularmente relevante para su correcta adaptación al medio y supervivencia. Entender cómo el sistema circadiano de la planta se organiza en el contexto de células, tejidos y órganos surge como una de las preguntas fundamentales para comprender la fisiología y el metabolismo de la planta. Sin embargo, un gran desafío para los estudios de biología vegetal es descifrar cómo los relojes circadianos individuales están interconectados para generar ritmos en toda la planta. En esta Tesis Doctoral, demostramos que el ápice del brote aéreo de la planta Arabidopsis thaliana está compuesto por un conjunto de relojes acoplados que sincronizan los ritmos circadianos en la raíz. Una serie de diversos protocolos desarrollados en este estudio reveló una disparidad de oscilaciones circadianas en hipocotilos, raíces y hojas diseccionadas que exhibían una reducida precisión circadiana. En contraste, los análisis del ápice aéreo de la planta demostraron ritmos altamente sincronizados y precisos. El uso de diferentes mutantes de reloj y líneas de reporteros, así como el análisis global de la transcripción circadiana indicó que tal sincronía y precisión no era debida a una red circadiana molecular específica del ápice del brote. Sin embargo, los estudios in vivo de células individuales, la desincronización de protoplastos dispersos y el análisis matemático usando coordenadas baricéntricas para espacios multi-dimensionales demostraron que la precisión circadiana era debida al acoplamiento o comunicación entre las células del ápice del brote. La mayor sincronía rítmica confería precisión y robustez frente a perturbaciones genéticas y farmacológicas así como capacidades particulares para los reajustes de fase durante experimentos de "jet-lag". Los ritmos en raíces estaban alterados por la ablación del ápice y en estudios de microinjertos, sugiriendo que las señales del ápice pueden sincronizar órganos distales. De una forma similar a la organización circadiana en mamíferos, nuestros estudios demuestran que los ápices juegan un papel dominante dentro del sistema circadiano jerárquico en plantas.

Fecha de lectura	26 sept 2017
Idioma original	Inglés
Supervisor	Paloma Mas Martinez (Director/a)