CONICET | Buscador de Institutos y Recursos Humanos

El holoparasitismo es la forma más extrema de parasitismo en plantas debido a la ausenciade fotosíntesis y a la dependencia completa de su hospedante para vivir. La transición hacia un estilode vida parásito está acompañada de numerosos cambios morfológicos y fisiológicos que ocurrieronde manera independiente y convergente en diferentes linajes de angiospermas. Estos cambiosincluyen reducciones en el cuerpo vegetativo, en el tejido fotosintético y en el contenido de clorofila.A nivel molecular, también se observan características evolutivas convergentes principalmente en elgenoma del cloroplasto, debido a la relajación evolutiva que trajo aparejada la pérdida de lafotosíntesis. En cambio, las observaciones de diferentes linajes muestran que la mitocondria se havisto modificada a menor escala por el estilo de vida parásita, ya que no muestra convergenciaevolutiva en la estructura, el contenido génico, la composición de nucleótidos, la tasa de sustitucióno el tamaño de sus genomas. Sin embargo, algunos procesos que ocurren en la mitocondria y queson clave para su función, no han sido analizados en profundidad.El procesamiento (splicing) de los transcritos mitocondriales es asistido por factorescodificados en el genoma nuclear. Por lo tanto, es necesaria una estrecha coordinación en estosprocesos que son comandados por genomas físicamente separados. Los datos genómicos ytranscriptómicos, generados a gran escala y disponibles en bases de datos públicas, proporcionan lamateria prima para estudiar los cambios moleculares y genómicos que ocurrieron debido alparasitismo, incluidas las interacciones citonucleares. En el presente estudio, examinamos el splicingde 25 intrones del Grupo II codificados en el genoma mitocondrial en 16 especies de angiospermas,que incluyen 11 especies de vida libre y cinco especies holoparásitas pertenecientes a tres linajesindependientes: Hydnoraceae, Balanophoraceae y Rafflesiaceae.Utilizando datos de secuenciación masiva, desarrollamos una estrategia que nos permitiócuantificar los transcritos maduros (que han pasado por el proceso de splicing) e inmaduros en lacélula y determinar la eficiencia del splicing de transcritos mitocondriales en plantas. Los resultadosmostraron una muy alta eficiencia de splicing en angiospermas fotosintéticas. Se observarondiferencias significativas en los niveles de splicing de los intrones de un mismo gen y, en algunoscasos, éstos, se corresponden con el orden del splicing de intrones reportado para Arabidopsis. Por elcontrario, la eficiencia de splicing en las plantas parásitas fue muy baja y para la mayor parte de losintrones fue significativamente menor que en las especies de vida libre. Además, los niveles desplicing para cada intrón se mostraron correlacionados en plantas parásitas y de vida libre, lo quesugiere que los niveles de splicing podrían indicar el orden en que ocurre.El análisis de los transcriptomas ensamblados de las plantas holoparásitas indicó que los38transcritos analizados no están presentes en el genoma nuclear descartando la hipótesis de que labaja eficiencia en el splicing se debe al reemplazo de copias mitocondriales por copias nucleares.Análisis filogenéticos de los factores de splicing nucleares revelaron su origen nativo, descartandoposibles incompatibilidades entre transcritos y factores de splicing de diferentes orígenes. La bajaeficiencia del splicing en las holoparásitas, podría ser el resultado de una selección natural relajadaacorde a un estilo de vida dependiente totalmente del hospedante.Examinar la evolución de los genomas mitocondriales en plantas parásitas ayuda a abordarpreguntas evolutivas de gran relevancia. Entre ellas, destaca la comprensión de cómo el parasitismosurgió de forma independiente en múltiples ocasiones en las plantas, así como el estudio de cómolas holoparásitas han evolucionado y dependen por completo de sus plantas hospedadoras parasubsistir.

enviar mensaje