Instituto de Biotecnologia UNAM

Dr. Omar Homero Pantoja Ayala

Hemos continuado con el estudio de varios mecanismos de transporte iónico y de agua en células vegetales. Se han caracterizado a detalle varios de estos transportadores como son OsHKT1;3, OsHKT2;3, OsHKT2;1 y PvAMT1;1. Se ha realizado el análisis funcional de estos mecanismos mediante su expresión heteróloga en los ovocitos de la rana Xenopus lo que nos ha permitido identificar a OsHKT1;3 como un mecanismo de transporte altamente selectivo a sodio, OsHKT2;3 y OsHKT2;1 son capaces de transportar a todos los cationes alcalinos con cierta selectividad hacia potasio y sodio. OsHKT1;3 parece ser regulado por fenómenos de fosforilación/defosforilación e independiente de cambios en el pH intra y extracelular. A nivel de mRNA OsHKT1;3 y OsHKT2;3 parecen no estar regulados por deficiencia de potasio, alta salinidad o deficiencia de fosfato. En contraste, la expresión de OsHKT1;3 parece ser inhibida por la salinidad a nivel de proteína. Este transportador se expresa en todos los tejidos tanto a nivel de mRNA como de proteína. La expresión de OsHKT2;3 a nivel de mRNA no se observa en la raíz, pero su abundancia a nivel de proteína es similar en todos los tejidos del arroz. Para comprobar que los resultados obtenidos sobre la caracterización de los transportadores HKT expresados en los ovocitos de la rana Xenopus representan la función de estas proteínas, se han generado plantas que expresan a los transportadores HKT del arroz en un fondo mutante de Arabidopsis -aprovechando que en esta especie sólo existe un sólo gen- para determinar si las propiedades de los transportadores HKT son similares en un ambiente más natural.

Estos estudios nos han permitido comprobar que OsHKT1;3 sí funciona como un mecanismo de transporte de sodio ya que su expresión en la mutante de A. thaliana recupera el fenotipo silvestre de esta especie. Por otra parte, PvAMT1;1 se ha identificado como un transportador de alta afinidad por amonio con una Km a nivel micromolar, cuya actividad se ve estimulada por la acidificación del medio extracelular, lo que indica que funciona como un co-transportador protones/amonio. Se han identificado varios aminoácidos importantes en el funcionamiento de esta proteína que regulan su actividad y que cambian su dependencia del pH extracelular. Creemos que algunas de estas mutaciones podrían conducir al cambio de mecanismo de transporte, de co-transportador a canal iónico, posibilidad que se continua investigando. Los resultados de nuestros primeros análisis del proteoma del tonoplasto con el empleo de las técnicas de electroforesis de flujo libre, DIGE (2-D Fluorescence Difference Gel Electrophoresis) y espectrometría de masas han demostrado la presencia de proteínas glicolíticas que participan en la regulación de la V-ATPasa. Se han identificado mutantes en estas proteínas en la planta modelo Arabidopsis, las cuales se analizarán para poder identificar su posible papel en la tolerancia a la salinidad.

Nuestros estudios sobre las acuaporinas han demostrado que la acuaporina McPIP2;1 de la halófita Mesembryanthemum crystallinum es una acuaporina que permite el transporte de agua pero no de solutos pequeños no cargados como glicerol y urea; es regulada por fosforilación y se han identificado los aminoácidos responsables de esta regulación.





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