Spatio-temporal gene regulatory network analyses identify new transcription factors controlling response to nitrate in Arabidopsis roots

Nitrato es la principal fuente de nitrógeno disponible para las plantas, y factor limitante para su crecimiento y productividad. Las raíces de las plantas son afectadas por la disponibilidad de nitrato, modificando la ramificación y longitud de las raíces para optimizar la obtención de nitrato del suelo. Las plantas, como organismos multicelulares, deben integrar esta respuesta a través de diferentes tipos de células así como en el tiempo.

Para entender cómo se orquesta la respuesta funcional, hemos generado un perfil de expresión de 28.500 genes en cinco tipos celulares de la raíz de plantas de Arabidopsis en respuesta a tratamientos con nitrato en el tiempo. Nuestro diseño experimental identificó miles de nuevos genes regulados por nitrato.

Nuestros datos sugieren que las células más externas organizan primero la respuesta a nitrato. En concordancia, las funciones reguladas por nitrato están dispuestas en un patrón espacio-temporal iniciándose en la capa más externa de la raíz hacia las internas. Además, los análisis de nuestros datos nos permitieron identificar dos factores de transcripción, ABF2 y ABF3, que controlan la respuesta de la raíz, actuando directamente sobre otros genes. También encontramos que ABF2 y ABF3 también modulan el crecimiento de la raíz en respuesta a la disponibilidad de nitrato en el medio.

Nuestra estrategia no sólo ha facilitado el descubrimiento de nuevos genes que responden a nitrato, sino que también ha permitido la identificación de nuevas redes y funciones coordinadas en espacio-tempo que afectan la capacidad de todo el órgano para responder a un estímulo ambiental.

• Nombre: Luis Contreras López
• Laboratorio: Plant Systems Biology
• Mención: Genética Molecular y Microbiología
• Director Tesis: Rodrigo Gutiérrez