Proteomic and peptidomic analyses of flower development in Arabidopsis
L'inici de la formació floral i el posterior desenvolupament de les flors són paradigmes excel·lents en l'estudi del desenvolupament de plantes, ja que es regeixen per complexes xarxes de regulació. Gràcies a anàlisis genètiques extensives directes i inverses ha sigut possible identificar...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2023 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/691300 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/691300 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Proteòmica Proteomics Proteómica Desenvolupament floral Flower development Desarrollo floral Arabidopsis Ciències Experimentals 57 |
| Sumario: | L'inici de la formació floral i el posterior desenvolupament de les flors són paradigmes excel·lents en l'estudi del desenvolupament de plantes, ja que es regeixen per complexes xarxes de regulació. Gràcies a anàlisis genètiques extensives directes i inverses ha sigut possible identificar gens reguladors clau en aquets processos que formen part d'aquestes xarxes de regulació. Actualment, hi ha una sèrie de factors addicionals que s'estan caracteritzant a nivell del genoma gràcies a mètodes d'integració de diferents òmiques. La caracterització a nivell del genoma global es clau per a entendre, i eventualment, manipular les bases del desenvolupament i la fisiologia de les plantes. Tanmateix, la visió actual i dinàmica d'aquets processos de desenvolupament manca d'un component fonamental: el proteoma. Els mètodes actuals d'espectrometria de masses permetran explorar en profunditat la composició d'un proteoma en la seva expressió i complexitat, la seva relació amb el transcriptoma, les modificacions postraduccionals dinàmiques i, fins i tot, la seva composició general. Als últims anys s'ha posat de manifest que existeix una part substancial dels proteomes eucariotes que està composta per pèptids i proteïnes sense caracteritzar (peptidoma 'no convencional'), amb funcions encara desconegudes. Diversos repositoris públics han recogut informació sobre el transcriptoma d'Arabidopsis i la seva modulació durant el desenvolupament, descriuen també la seva plasticitat en resposta a l'ambient. En canvi, la caracterització del seu proteoma ha sigut molt menys exhaustiva. En aquest sentit, és possible integrar l'espectrometria de masses i la seqüenciació de RNA. En aquesta Tesi, el sistema d'inducció floral pAP1:AP1-GR ap1 cal ha sigut utilitzat per caracteritzar l'expressió gènica a nivell de proteoma al llarg del desenvolupament floral inicial d'Arabidopsis, i la seva correlació amb dades d'expressió del transcriptoma. S'han combinat mètodes de seqüenciació de proteïnes (LC-MS/MS) i experiments d'anotació de transcriptoma (RNA-seq) a una sèrie temporal durant els cinc dies posteriors a l'activació del programa de desenvolupament floral. Es van identificar ~9000 proteïnes i ~23000 gens, dels quals, 2037 proteïnes i 8125 gens van mostrar canvis significatius en la seva abundància. Aquets experiments han permès ampliar la mida de la col·lecció de gens coneguts per tenir canvis al seus nivells d'expressió al llarg dels estadis primerencs del desenvolupament floral; identificar parelles RNA-proteïna a les que ambdues molècules mostraven un canvi als seus nivells d'expressió similars o oposats i que estan involucrades a diferents processos, com la fotosíntesi, el metabolisme d'àcids grassos o la biosíntesi d'aminoàcids; i, gràcies a l'anàlisi combinat d'aquets nous dades de transcriptòmica i dades prèviament publicats sobre la unió d'AP1 a tot el genoma, identificar possibles dianes d'AP1 noves. Els genomes eucariotes contenen molts marcs de lectura oberts corts (sORFs) que, localitzats a diferents tipus de molècules de RNA, inclouen RNA llargs no codificants (lncRNAs), poden codificar pèptids biològicament funcionals. Part d'aquesta Tesi està enfocada a la caracterització del peptidoma floral d'Arabdopsis, fent servir els mutants homeòtics de floració apetala1, apetala2, apetala3, pistillata i agamous en comparació amb les plantes de tipus silvestre. Per identificar pèptids, es va crear una extensa base de dades que va incloure potencial pèptids codificats en sORFs (SEPs) en regions intergèniques, UTRs, RNAs "no codificants" i altres transcrits. Es van identificar 1874 pèptids, dels quals 132 van ser seleccionats com candidats per altres anàlisis (a més, es va predir que 60 d'aquets estarien expressats específicament, o almenys enriquits, en algun dels tipus d'òrgans florals). Aproximadament 25% dels nous SEPs pertanyen a una possible família gènica en Arabidopsis, i 103 té possibles homòlegs en altres especies de plantes. A més, es van trobar diferents patrons d'expressió per molts dels pèptids candidats. La majoria presentava expressió específica als estams durant el desenvolupament floral. |
|---|