Instituto de Biotecnologia UNAM

Dr. Jorge Nieto Sotelo

A nuestro equipo de trabajo le interesa estudiar cómo los organismos vivos se adaptan al estrés. Definimos al estrés como cualquier condición que reduce o impide el crecimiento, el desarrollo y/o reproducción de un organismo vivo. El calor es un tipo de estrés y el estudio de los mecanismos que permiten la aclimatación a este tipo de estrés es de interés fundamental en distintas ramas del conocimiento como son la biología, la agricultura, la medicina y la biotecnología. La tolerancia al estrés generalmente se adquiere ya sea mediante adaptación previa a condiciones no tan severas o como parte de un programa de desarrollo. Para estudiar este problema utilizamos varios modelos biológicos: el maíz, Agave tequilana y la levadura Saccharomyces cerevisiae. Tenemos tres líneas principales de investigación:

  1. El estudio de la función de la proteína inducida por estrés de calor Hsp101 en el desarrollo de las plantas. Para esto aislamos cinco alelos mutantes de maíz en el gen HSP101 [hsp101-m-::Mu1] por medio de la genética reversa. Estos mutantes presentan defectos severos en su capacidad de aclimatación al calor letal y crecen más rápido que el silvestre bajo ciertas condiciones. Los mutantes también muestran una reducción significativa en la alta termotolerancia basal observada de manera natural en las semillas silvestres. El desarrollo embrionario de los mutantes es totalmente normal así como su germinación. Esto indica que Hsp101 no cumple función alguna durante el desarrollo de la semilla. Hemos observado que durante el crecimiento postgerminativo los mutantes [hsp101-m5::Mu1] muestran una emergencia precoz de las raíces adventicias cuando se crecen en condiciones óptimas y una mayor emergencia de este tipo de raíces en respuesta a choques de calor, lo que indica que Hsp101 juega un papel muy importante en su desarrollo, tanto inducible como no inducible por calor. Estamos interesados en identificar a los factores del nodo coleoptilar que inhiben la emergencia de raíces adventicias y que son modificados por Hsp101.
  2. El estudio de las respuestas al calor en plantas suculentas con metabolismo CAM. Usamos como modelo a A. tequilana, especie domesticada de singular importancia en la industria de las bebidas. Estudiamos cómo es que durante el desarrollo de la roseta se establecen distintas capacidades para regular la temperatura. Los efectos del calor son más severos en el sector externo de la roseta, lo que acelera su senescencia. Estudiamos los factores que conducen a este patrón de repuesta, determinado según el estadio de desarrollo de las hojas.
  3. El estudio de la regulación de la actividad del factor de transcripión Hsf1 por la vía Cdc25/Ras/Pka. Estos estudios los llevamos a cabo en la levadura S. cerevisiae ayudados de la genética molecular, la fisiología y la biología celular. Hemos observado que la vía de se–alización de la cinasa de proteínas dependiente de AMPc (PKA) controla de manera negativa la actividad de los factores de transcripción Hsf1 y Skn7 que actúan in trans a través de las cajas HSE. Cada una de las tres subunidades catalíticas de la PKA (Tpk1, Tpk2 y Tpk3) contribuye de manera diferente a esta regulación. Tpk1 y Tpk3 inhiben fuertemente a Hsf1 y Tpk2 antagoniza a Tpk1 y Tpk3. Estudiamos los mecanismos que permiten a Tpk1 y a Tpk3 inhibir la actividad de Hsf1 y a Tpk2 antagonizarlas. Esto nos permitirá identificar y/o deducir a los reguladores de Hsf1 durante su ciclo de activación/inactivación.





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