Caracterización de genes involucrados en la disfunción mitocondrial de plantas y algas

Dr. Diego Gomez-Casati

Las mitocondrias participan en diversos procesos y funciones celulares, como el metabolismo energético, metabolismo del carbono y nitrógeno, homeostasis del calcio y del hierro, crecimiento y muerte celular y esporogénesis. En nuestro laboratorio exploramos nuevas vías de transducción de señales donde la mitocondria jugaría un papel importante. La comprensión del funcionamiento de la mitocondria y la adaptación de la respuesta transcripcional del núcleo podría explicar el papel  de esta organela durante el desarrollo de la planta y la importancia de las proteínas regulatorias en procesos celulares normales y patológicos. Debido al papel esencial de la mitocondria durante procesos como la esporogénesis, este proyecto ayudaría a diseñar mejores estrategias en la producción de plantas macho-estériles. Una de las principales ventajas de la obtención de estas líneas es la producción de variedades híbridas que son generalmente difíciles y costosas económicamente de producir en gran cantidad.

Bioquímica de metales y biorremediación

Dr. María Ayelén Pagani

El tema de trabajo es la caracterización bioquímica, genética y molecular de los mecanismos de acúmulo de metales (esenciales y tóxicos) en plantas y algas, usando como modelos Arabidopsis thaliana y Chlamydomonas reinhardtii. La deficiencia de micronutrientes como el hierro y el zinc limita el crecimiento vegetal, y afecta a una cuarta parte de la población mundial. Dado que los alimentos vegetales son la principal fuente de estos nutrientes de muchas poblaciones, el aumento de la capacidad de las plantas para acumular minerales esenciales (biofortificación) puede tener un impacto profundo en la salud humana. Paralelamente, las actividades antrópicas han aumentado los niveles de metales pesados en la litósfera generando toxicidad en las cadenas tróficas. El uso de biomasa para adsorber metales pesados aparece como una tecnología ecológica y de bajo costo. En este contexto, la natural acumulación de metales por micro y macroalgas, y el diseño de organismos genéticamente modificados, resulta de utilidad tanto en la protección del medio ambiente como en la recuperación de metales preciosos y/o estratégicos (biorremediación y biominería).

Biogénesis, función y regulación de Fe-S y hemoproteínas en plantas

Dr. Diego Gomez-Casati, Dra. María V. Busi, Dra. María A. Pagani, Dra. Julieta Barchiesi

Este proyecto propone identificar y determinar la función de proteínas que participarían en la síntesis de grupos Fe-S y la biogénesis de ferrosulfo- y hemoproteínas en algas y plantas.

La comprensión de las bases moleculares del ensamblaje de Fe-S proteínas y hemoproteínas y su regulación, podría explicar el rol de estas organelas durante el desarrollo de la planta y la importancia de las proteínas regulatorias en distintos procesos celulares. Los conocimientos adquiridos sobre la caracterización de los elementos que participan en regulación del ensamblaje de las proteínas con grupos Fe-S y hemo, podrían ayudar a diseñar estrategias para manipular factores transcripcionales y otros genes específicos en sistemas de plantas modelo y transferirlos luego a plantas de interés agronómico a fin de mejorar el desarrollo y tolerancia a diferentes condiciones de estrés, lo que traerá beneficios al sector productivo.

Publicaciones destacadas

Gomez-Casati DF et al. (2021) Fe-S Protein Synthesis in Green Algae Mitochondria. Plants 10, 200.

Balparda M. et al., (2020) The PAP/SAL1 retrograde signaling pathway is involved in iron homeostasis. Plant Mol. Biol. 102:323-337. 

Armas AM et al (2020) Iron-sulfur cluster complex assembly in the mitochondria of Arabidopsis thaliana. Plants 9, 1171.

Armas A, et al., (2019) Altered levels of mitochondrial NFS1 affect cellular Fe and S contents in plants. Plant Cell Rep. 38: 981-990. 

Peralta DA et al (2018) Over-expression of SINAL7 increases biomass and drought tolerance, and also delays senescence in Arabidopsis. Journal of Biotechnology 283, 11-21.

Gomez-Casati DF, et al., (2018) Plant frataxin in metal metabolism. Front. Plant. Sci. 9: 706.

Leaden L, et al., (2016) Altered levels of AtHSCB disrupts iron translocation from roots to shoots. Plant Mol Biol. 92:613-628. 

Subsidios

ANPCyT PICTs 2019-090 / 2019-067

UNR – Proyecto Interdisciplinario 2021

ANPCyT PICT 2016-0264

CONICET PIP 2021-2172

Colaboraciones

Dr. Hannetz Roschzttardtz Pontificia Universidad Católica de Chile

Dra. Mercé Capdevila Universidad Autónoma de Barcelona, EspañaDr. Ricardo Albalat, Universidad de Barcelona, España