Alteraciones de la cromatina de arabidopsis inducidas por infecciones bacterianas y sus efectos en la activación de las defensas

Tesis (Doctor en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2016La cromatina de eucariotas está compuesta por regiones compactas (heterocromáticas) y relajadas (eucromáticas). En la planta modelo Arabidopsis, las regiones compactas están comprendidas principalmente en los centrómeros, en donde se concentran la mayoría de los transposones (TEs) del genoma. Estas regiones están enriquecidas en marcas epigenéticas represoras tales como las derivadas de la metilación del DNA (5mC) e histonas (H3K9me2). Estas estructuras son dinámicas, y se modifican frente a la infección con Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst), condición que produce la relajación de la cromatina centromérica y la pérdida de 5mC. Otros estreses bióticos y abióticos desencadenan respuestas similares sobre estas regiones genómicas, pero curiosamente aún no existen estudios que evalúen si la decondensación y demetilación de los centrómeros afecta a la resistencia a los diferentes estrés. En esta Tesis Doctoral abordamos esta incógnita realizando distintos tipos de estudios en plantas de Arabidopsis infectadas con Pst. Como una primera aproximación, analizamos de qué manera la falta de proteínas que regulan la estructura de la cromatina centromérica (mutantes de metilación del DNA e histonas, y de remodelación de cromatina) afecta a la decondensación de cromocentros (CCs) y resistencia a Pst. Los resultados mostraron que todas las mutantes analizadas son más resistentes al patógeno. Posteriormente seleccionamos a la mutante mom1-5 para estudiar en ella el proceso de activación de defensas. Demostramos que esta mutante manifiesta predisposición a la activación de las defensas (“priming”) involucrando un mecanismo que operaría en trans. Evaluamos el comportamiento de las secuencias blanco de MOM1 y otros blancos centroméricos en plantas salvajes infectadas y encontramos que la decondensación de la cromatina centromérica se asocia a la activación y posterior represión de TEs y transgenes allí codificados, requiriendo componentes del silenciamiento génico transcripcional mediado por RNAs pequeños (smRNAs). En paralelo, detectamos un grupo de genes R (genes que codifican a proteínas de resistencia a patógenos) que en plantas salvajes infectadas poseen smRNAs homólogos que no inducirían su silenciamiento. Por el contrario, el silenciamiento sería re-direccionado hacia otras secuencias también homólogas a estos mismos smRNAs pero más abundantes (TEs centroméricos) liberando los minoritarios (R) y permitiendo su expresión. A partir de los resultados obtenidos, proponemos un mecanismo que operaría en trans, por el cual la activación transcripcional de TEs centroméricos podría afectar a la transcripción de genes R en plantas salvajes infectadas.Fil: Cambiagno, Damián Alejandro. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.Fil: Alvarez, María Elena. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica.Fil: Alvarez, María Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina.Fil: Barra, José Luis. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica; Argentina.Fil: Barra, José Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina.Fil: Rodríguez Galán, María Cecilia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina.Fil: Rodríguez Galán, María Cecilia.Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina.Fil: Rubiales de Barioglio, Susana Elizabeth. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacología; Argentina.Fil: Rubiales de Barioglio, Susana Elizabeth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Farmacología Experimental de Córdoba; Argentina.Fil: Palatnik, Javier Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina

Immune receptor genes and pericentromeric transposons as targets of common epigenetic regulatory elements

Pattern recognition receptors (PRR) and nucleotide-binding leucine-rich repeat proteins (NLR) are major components of the plant immune system responsible for pathogen detection. To date, the transcriptional regulation of PRR/NLR genes is poorly understood. Some PRR/NLR genes are affected by epigenetic changes of neighboring transposable elements (TEs) (cis regulation). We analyzed whether these genes can also respond to changes in the epigenetic marks of distal pericentromeric TEs (trans regulation). We found that Arabidopsis tissues infected with Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst) initially induced the expression of pericentromeric TEs, and then repressed it by RNA-directed DNA methylation (RdDM). The latter response was accompanied by the accumulation of small RNAs (sRNAs) mapping to the TEs. Curiously these sRNAs also mapped to distal PRR/NLR genes, which were controlled by RdDM but remained induced in the infected tissues. Then, we used non-infected mom1 (Morpheus’ molecule 1) mutants that expressed pericentromeric TEs to test if they lose repression of PRR/NLR genes. mom1 plants activated several PRR/NLR genes that were unlinked to MOM1-targeted TEs, and showed enhanced resistance to Pst. Remarkably, the increased defenses of mom1 were abolished when MOM1/RdDM-mediated pericentromeric TEs silencing was re-established. Therefore, common sRNAs could control PRR/NLR genes and distal pericentromeric TEs and preferentially silence TEs when they are activated.Fil: Cambiagno, Damián Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Nota, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Zavallo, Diego. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rius, Sebastian Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos; ArgentinaFil: Casati, Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos; ArgentinaFil: Asurmendi, Sebastian. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Alvarez, Maria Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentin

Dynamic regulation of chromatin topology and transcription by inverted repeat-derived small RNAs in sunflower

Transposable elements (TE) are extremely abundant in complex plant genomes. Small interfering RNAs (siRNAs) of 24 nucleotides in length control transposon activity in a process that involves de novo methylation of targeted loci. Usually, these epigenetic modifications trigger nucleosome condensation and a permanent silencing of the affected loci. Here, we show that a TE-derived inverted repeat (IR) element, inserted near the sunflower HaWRKY6 locus, dynamically regulates the expression of the gene by altering chromatin topology. The transcripts of this IR element are processed into 24 nucleotide siRNAs, triggering DNA methylation on its locus. These epigenetic marks stabilize the formation of tissuespecific loops in the chromatin. In leaves, an intragenic loop is formed, blocking HaWRKY6 transcription. While in cotyledons, formation of an alternative loop, encompassing the whole HaWRKY6 gene, enhances transcription of the gene. The formation of this loop changes the promoter directionality, reducing IR transcription, and ultimately releasing the loop. Our results provide evidence that TEs can act as active and dynamic regulatory elements within coding loci in a mechanism that combines RNA silencing, epigenetic modification, and chromatin remodeling machineriesFil: Gagliardi, Delfina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Cambiagno, Damián Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Arce, Agustín Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Tomassi, Ariel Hernán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Giacomelli, Jorge Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Ariel, Federico Damian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Manavella, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; Argentin

The Intrinsically Disordered Protein CARP9 Bridges HYL1 to AGO1 in the Nucleus to Promote MicroRNA Activity

In plants, small RNAs (sRNA) are loaded into ARGONAUTE (AGO) proteins to fulfill their regulatory functions. Micro RNAs (miRNAs), one of the most abundant classes of endogenous sRNAs, are preferentially loaded into ARGONAUTE1 (AGO1). Such loading, long believed to happen exclusively in the cytoplasm, was recently proposed to also occur in the nucleus. Here we identified CONSTITUTIVE ALTERATIONS IN THE SMALL RNAS PATHWAYS9 (CARP9), a nuclear-localized, intrinsically disordered protein, as a factor promoting miRNA activity in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). Mutations in the CARP9-encoding gene led to a mild reduction of miRNAs levels, impaired gene silencing, and characteristic morphological defects, including young leaf serration and altered flowering time. Intriguingly, we found that CARP9 was able to interact with HYPONASTIC LEAVES1 (HYL1), but not with other proteins of the miRNA biogenesis machinery. In the same way, CARP9 appeared to interact with mature miRNA, but not with pri-miRNA, positioning it after miRNA processing in the miRNA pathway. CARP9 was also able to interact with AGO1, promoting its interaction with HYL1 to facilitate miRNA loading in AGO1. Plants deficient in CARP9 displayed reduced levels of AGO1-loaded miRNAs, partial retention of miRNA in the nucleus, and reduced levels of AGO1. Collectively, our data suggest that CARP9 might modulate HYL1AGO1 crosstalk, acting as a scaffold for the formation of a nuclear post pri-miRNA processing complex that includes at least HYL1, AGO1 and HSP90. In such a complex, CARP9 stabilizes AGO1 and mature miRNAs, allowing the proper loading of miRNAs in the effector complex.Fil: Tomassi, Ariel Hernán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Ré, Delfina Adela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Romani, Facundo Alihuen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Cambiagno, Damián Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Gonzalo, Lucía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Moreno, Javier Edgardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Arce, Agustín Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Manavella, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; Argentin

HASTY modulates miRNA biogenesis by linking pri-miRNA transcription and processing

HASTY, the plant ortholog of human exportin 5, was proposed to export miRNAs from the nucleus to the cytoplasm, whereas this has long been disputed. This study shows that HASTY, rather than acting as a miRNA cargo protein, promotes miRNA biogenesis by stabilizing a complex between DCL1 and Mediator at MIRNA loci, thereby acting as a linker between pri-miRNA transcription and processing.Fil: Cambiagno, Damián Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Giudicatti, Axel Joel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Arce, Agustín Lucas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Gagliardi, Delfina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Li, Lei. Institut Max Planck Fuer Gesellschaft. Institut Fur Entwicklungsbiolobie. Developmental Biology; AlemaniaFil: Yuan, Wei. Institut Max Planck Fuer Gesellschaft. Institut Fur Entwicklungsbiolobie. Developmental Biology; AlemaniaFil: Lundberg, Derek S.. Institut Max Planck Fuer Gesellschaft. Institut Fur Entwicklungsbiolobie. Developmental Biology; AlemaniaFil: Weigel, Detlef. Institut Max Planck Fuer Gesellschaft. Institut Fur Entwicklungsbiolobie. Developmental Biology; AlemaniaFil: Manavella, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; Argentin

miRNA Biogenesis: A Dynamic Pathway

MicroRNAs (miRNAs) modulate plant homeostasis through the inactivation of specific mRNAs, especially those encoding transcription factors. A delicate spatial/temporal balance between a miRNA and its targets is central to achieving the appropriate biological outcomes. In this review we discuss our growing understanding of the dynamic regulation of miRNA biogenesis. We put special emphasis on crosstalk between miRNA biogenesis and other cellular processes such as transcription and splicing. We also discuss how the pathway is regulated in specific tissues to achieve harmonious plant development through a subtle balance between gene expression and silencing.Fil: Achkar, Natalia Patricia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Cambiagno, Damián Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Manavella, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; Argentin

The Arabidopsis chromatin regulator MOM1 is a negative component of the defense priming induced by AZA, BABA and PIP

In plants, the establishment of broad and long-lasting immunity is based on programs that control systemic resistance and immunological memory or “priming”. Despite not showing activated defenses, a primed plant induces a more efficient response to recurrent infections. Priming might involve chromatin modifications that allow a faster/stronger activation of defense genes. The Arabidopsis chromatin regulator “Morpheus Molecule 1” (MOM1) has been recently suggested as a priming factor affecting the expression of immune receptor genes. Here, we show that mom1 mutants exacerbate the root growth inhibition response triggered by the key defense priming inducers azelaic acid (AZA), β-aminobutyric acid (BABA) and pipecolic acid (PIP). Conversely, mom1 mutants complemented with a minimal version of MOM1 (miniMOM1 plants) are insensitive. Moreover, miniMOM1 is unable to induce systemic resistance against Pseudomonas sp. in response to these inducers. Importantly, AZA, BABA and PIP treatments reduce the MOM1 expression, but not miniMOM1 transcript levels, in systemic tissues. Consistently, several MOM1-regulated immune receptor genes are upregulated during the activation of systemic resistance in WT plants, while this effect is not observed in miniMOM1. Taken together, our results position MOM1 as a chromatin factor that negatively regulates the defense priming induced by AZA, BABA and PIP

Nonradioactive Detection of Small RNAs Using Digoxigenin-Labeled Probes

Small RNAs have been traditionally detected and quantified using small RNA blots, a modified Northern blot technique. The small RNAs are size-fractionated from the rest of the cellular RNA molecules by polyacrylamide gel electrophoresis and transferred by blotting onto a positively charged membrane. A radiolabeled probe was then traditionally used to detect a specific small RNA in the cellular pool. Small RNA blotting is a relatively simple, inexpensive approach to visualize small RNAs without artifacts. However, the radioactive labeling of the probe is sometimes an impediment, especially due to the requirement of specialized facilities. Here we describe a sensitive and simple method to detect and quantify small RNAs using digoxigenin-based nonradioactive RNA blots.Fil: Tomassi, Ariel Hernán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Gagliardi, Delfina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Cambiagno, Damián Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Manavella, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; Argentin

The synthetic cationic lipid diC14 activates a sector of the Arabidopsis defence network requiring endogenous signalling components

Natural and synthetic elicitors have contributed significantly to the study of plant immunity. Pathogen-derived proteins and carbohydrates that bind to immune receptors, allow the fine dissection of certain defence pathways. Lipids of a different nature that act as defence elicitors, have also been studied, but their specific effects have been less well characterized, and their receptors have not been identified. In animal cells, nanoliposomes of the synthetic cationic lipid 3-tetradecylamino-tert-butyl-N-tetradecylpropionamidine (diC14) activate the TLR4-dependent immune cascade. Here, we have investigated whether this lipid induces Arabidopsis defence responses. At the local level, diC14 activated early and late defence gene markers (FRK1, WRKY29, ICS1 and PR1), acting in a dose-dependent manner. This lipid induced the salicylic acid (SA)-dependent, but not jasmonic acid (JA)-dependent, pathway and protected plants against Pseudomonas syringae pv. tomato (Pst), but not Botrytis cinerea. diC14 was not toxic to plant or pathogen, and potentiated pathogen-induced callose deposition. At the systemic level, diC14 induced PR1 expression and conferred resistance against Pst. diC14-induced defence responses required the signalling protein EDS1, but not NDR1. Curiously, the lipid-induced defence gene expression was lower in the fls2/efr/cerk1 triple mutant, but still unchanged in the single mutants. The amidine headgroup and chain length were important for its activity. Given the robustness of the responses triggered by diC14, its specific action on a defence pathway and the requirement for well-known defence components, this synthetic lipid is emerging as a useful tool to investigate the initial events involved in plant innate immunity.Fil: Cambiagno, Damián Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; ArgentinaFil: Lonez, Caroline. Université Libre de Bruxelles; BélgicaFil: Ruysschaert, Jean Marie. Université Libre de Bruxelles; BélgicaFil: Alvarez, Maria Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentin

Expression and function of AtMBD4L, the single gene encoding the nuclear DNA glycosylase MBD4L in Arabidopsis

DNA glycosylases recognize and excise damaged or incorrect bases from DNA initiating the base excision repair (BER) pathway. Methyl-binding domain protein 4 (MBD4) is a member of the HhH-GPD DNA glycosylase superfamily, which has been well studied in mammals but not in plants. Our knowledge on the plant enzyme is limited to the activity of the Arabidopsis recombinant protein MBD4L in vitro. To start evaluating MBD4L in its biological context, we here characterized the structure, expression and effects of its gene, AtMBD4L. Phylogenetic analysis indicated that AtMBD4L belongs to one of the seven families of HhH-GPD DNA glycosylase genes existing in plants, and is unique on its family. Two AtMBD4L transcripts coding for active enzymes were detected in leaves and flowers. Transgenic plants expressing the AtMBD4L:GUS gene confined GUS activity to perivascular leaftissues (usually adjacentto hydathodes), flowers (anthers at particular stages of development), and the apex of immature siliques. MBD4L-GFP fusion proteins showed nuclear localization in planta. Interestingly, overexpression of the full length MBD4L, but not a truncated enzyme lacking the DNA glycosylase domain, induced the BER gene LIG1 and enhanced tolerance to oxidative stress. These results suggest that endogenous MBD4L acts on particular tissues, is capable of activating BER, and may contribute to repair DNA damage caused by oxidative stress.Fil: Nota, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones En Química Biológica de Córdoba (p); Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Quimica Biológica; ArgentinaFil: Cambiagno, Damián Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones En Química Biológica de Córdoba (p); Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Quimica Biológica; ArgentinaFil: Ribone, Pamela Anahí. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones En Química Biológica de Córdoba (p); Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Quimica Biológica; ArgentinaFil: Alvarez, Maria Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones En Química Biológica de Córdoba (p); Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Quimica Biológica; Argentin