Señalización redox en plantas

El objetivo central de nuestro grupo es establecer la relación funcional entre los distintos componentes de la c<ompleja maquinaria de regulación redox de los cloroplastos de plantas que permite la rápida aclimatación del metabolismo fotosintético a condiciones ambientales como los cambios de intensidad lumínica y temperatura. Es también un objetivo de nuestro grupo identificar la función de estos sistemas redox en la biogénesis del cloroplasto y, por tanto, en fases tempranas del desarrollo de las plantas como la embriogénesis durante el desarrollo de las semillas y la diferenciación de cotiledones durante el desarrollo post-germinativo.

Para abordar estos objetivos analizamos el impacto de la regulación redox sobre la eficiencia de la fotosíntesis, el metabolismo del carbono y el metabolismo de lípidos con énfasis en los mecanismos que controlan el grado de insaturación de los ácidos grasos. También analizamos la función de los sistemas redox plastidiales en el control y modo de acción de chaperonas moleculares y su impacto sobre la biogénesis y estabilidad de los cloroplastos. Por otro lado, pretendemos obtener una visión global de la regulación redox en plantas, tanto en hojas adultas como en fases tempranas del desarrollo, utilizando técnicas masivas de estudio como análisis transcriptómicos mediante RNASeq, y de proteómica global y proteómica redox.

La mayor parte de estos objetivos los abordamos en la planta modelo Arabidopsis thaliana aplicando una combinación de aproximaciones experimentales que incluyen:  generación de plantas transgénicas y mutantes mediante edición génica con CRISPR/Cas9, estudios fisiológicos de parámetros fotosintéticos mediante fluorimetría de la clorofila, análisis bioquímicos de interacción entre proteínas mediante ensayos de inmunoprecipitación, y de alquilación para determinar el estado redox in vivo de proteínas del cloroplasto, así como estudios de actividades enzimáticas con enzimas purificadas. También realizamos estudios de biología celular basados en microscopía confocal y microscopía electrónica de transmisión, y análisis de lípidos mediante técnicas cromatográficas.

Un objetivo adicional de nuestro grupo consiste en explorar las aplicaciones biotecnológicas de los sistemas redox del cloroplasto para mejorar la tolerancia de las plantas a estrés térmico. Para este objetivo utilizamos Camelina sativa, una planta oleaginosa de interés agronómico, cuya productividad está muy comprometida por estrés térmico.

Financiación actual del grupo

Ref: PID2023-146573N. Función de Sistemas Redox del Cloroplasto en la Aclimatación de Plantas al Estrés Térmico, Posibles Aplicaciones Biotecnológicas. AEI, Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.

Ref.: PID2020-115156G. Desentrañando el componente oxidativo de la regulación redox del cloroplasto. AEI, Ministerio de Ciencia e Innovación.

Ref.: EMSL Large-Scale Proposal 60307. The thiol redox proteome dynamics in Arabidopsis thaliana in response to light. Environmental Molecular Science Laboratory (EMSL), EE. UU

Ref.: CNS2023-144424. Coordinación de las distintas vías de transporte fotosintético de electrones como clave para la aclimatación de las plantas a distintas condiciones lumínicas / Interplay between different photosynthetic electron transport pathways as key for plant light acclimation. AEI, Ministerio de Ciencia e Innovación