Regulación de Genes de Resistencia Frente a Patógenos Mediada Por miRNA/phasiRNA

Los microorganismos patogénicos representan uno de los principales riesgos a los que se enfrenta la agricultura del siglo XXI. La necesidad de garantizar una producción agrícola capaz de sustentar a una población en continuo crecimiento y la preocupación por el impacto ambiental de los tratamientos tradicionales de protección frente a patógenos, hace prioritario el diseño de nuevas estrategias de control. Para ello es esencial la identificación y caracterización de las dianas y de los mecanismos de defensa frente a patógenos con potencial aplicación a la protección de cultivos. La propuesta de este proyecto está basada en datos obtenidos por el grupo de investigación, que sugieren la existencia de un nuevo mecanismo de regulación mediado por silenciamiento génico de genes de defensa frente a patógenos. Los datos de los que disponemos indican que, en respuesta a motivos conservados en bacterias, se induce la expresión de un grupo de genes de la subfamilia TIR-NBS-LRR, una de las dos familias de genes de resistencia o genes R, cuya función aún no se ha caracterizado. Estos genes constituirán un frente de defensa inducible, no ligado a un único gen de avirulencia, que podría ser de gran utilidad para desarrollar e implementar estrategias de resistencia más eficaces y robustas. El principal objetivo de este proyecto es caracterizar el mecanismo que induce la expresión de genes TIR-NBS-LRR en dos oleadas de activación. Se pretende demostrar y caracterizar el papel, como regulador negativo de defensa, del miRNA825* usando como modelos de estudio Arabidopsis thaliana y la bacteria Pseudomonas syringae. Como hipótesis de trabajo, proponemos que el miRNA825* silencia un elevado número de genes de resistencia mediante un mecanismo que conlleva la generación de pequeños RNAs en fase (phasiRNAs) a partir del procesamiento de una de sus dianas directas del miRNA, el gen AT5G38850. Para demostrarla se plantean tres objetivos específicos: (i) caracterizar la expresión del precursor de miRNA825* y del gen diana AT5G38850 durante el desarrollo y en respuesta a P. syringae; (ii) determinar el mecanismo de acción de miRNA825*, confirmando el procesamiento del transcrito del gen AT5G38850 y su capacidad de generar phasiRNAs y (iii) estudiar el papel del miRNA825* y su diana AT5G38850 en la defensa frente a bacterias, determinando la capacidad de resistir a la infección de plantas con niveles modificados de cada uno de ellos, y caracterizando sus respuestas mediante ensayos moleculares y análisis transcriptómicos.