Señalar la respuesta al estrés de la planta

La modificación postraduccional es el proceso mediante el cual las proteínas se modifican después de su biosíntesis inicial.

La modificación puede tomar muchas formas, incluida la escisión enzimática de la proteína o la adición de azúcares, lípidos o pequeños grupos químicos. Entre otras cosas, la modificación postraduccional mejora la estabilidad de la proteína, media las interacciones entre proteínas y puede usarse para marcar proteínas para el transporte o la degradación.

En un informe publicado este mes en Communications Biology , los investigadores de la Universidad de Tsukuba descubrieron que una de estas modificaciones postraduccionales, llamada sumoilación, en Arabidopsis thaliana se basa en un solo dominio de dedos de zinc dentro de la ligasa SIZ1 E3 de SUMO. Sin este dominio, la función de la proteína SIZ1 se ve afectada, lo que resulta en un retraso en el crecimiento de las plantas y una mayor sensibilidad a condiciones estresantes como la baja temperatura.

La sumoilación implica la unión de pequeñas proteínas SUMO a proteínas diana, lo que afecta su funcionamiento, dónde se encuentran dentro de la célula y cuándo se degradan. En las plantas, esta modificación postraduccional está involucrada en la respuesta al estrés por frío, sal y sequía, así como en la inmunidad innata y la regulación de las vías de señalización. En A. thaliana, la unión de SUMO a las proteínas diana está mediada por una ligasa E3 llamada SIZ1, que, aunque es muy similar a las proteínas homólogas en levaduras y animales, contiene un dominio de dedo de zinc PHD único.

«La importancia de SIZ1 para la sumoilación efectiva en Arabidopsis es bien conocida», explica el autor principal del estudio, el profesor Kenji Miura. «Sin embargo, la importancia del dedo PHD en la función de SIZ1 y, en última instancia, la sumoilación, era menos clara».

Para investigar la importancia biológica del dedo PHD, los investigadores expresaron que SIZ1 o SIZ1 intactos no tenían el dedo PHD en un mutante Arabidopsis siz1. Mientras que la proteína intacta restableció el crecimiento normal, las plantas que expresaron SIZ1 sin el dedo PHD continuaron mostrando el retraso del crecimiento, la sensibilidad al frío y la tolerancia a la sequía que son características del mutante siz1, lo que confirma que se requiere el dedo PHD para la función SIZ1.

Los investigadores también mostraron que el PHD que contiene una mutación puntual ya no reconoce la histona tri-metilada, una proteína involucrada en la regulación génica , y una proteína SIZ1 que contiene esta mutación tampoco logró rescatar el fenotipo siz1.

«En base a nuestros hallazgos, predecimos que el PHD es esencial para el reconocimiento de la histona trimetilada», dice el profesor asociado coautor Takuya Suzaki. «Debido a que la histona tri-metilada se acumula a niveles altos en la región promotora de un factor de transcripción asociado a la respuesta al estrés en el mutante siz1, es probable que el PHD sea esencial para la supresión del gen transcripcional por SIZ1 / SUMO en respuesta al estrés abiótico en Arabidopsis. «

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