Encendido y apagado del crecimiento de yemas mediante un código intraducible de marcas químicas en el ARN

Para las plantas, la latencia de las yemas durante el invierno es tan importante como su despertar y rápido crecimiento al llegar la primavera, ya que los brotes deben resguardarse de las heladas, pero también ser capaces de activarse con celeridad para ganar la batalla por la luz. Además, la forma de la planta está determinada por la activación de determinados brotes en respuesta a estímulos como temperatura o cambio de fotoperiodo. Esto es así porque las yemas iniciadas en las axilas de las hojas, al activarse, dan lugar a las ramas que a su vez definen la arquitectura de la planta. Este proceso afecta de forma directa al rendimiento de los cultivos, no sólo porque las ramas tienen una enorme importancia en la producción de madera, grano y fruto, sino porque la eficiencia del cosechado va a la par con la forma de crecimiento. La decisión de continuar en latencia o activar el crecimiento, en cada yema, procede en gran medida de la integración de señales hormonales originadas en órganos alejados. Estas señales viajan por la planta hasta los brotes incipientes, donde causan la reprogramación local de la expresión génica. Aunque tenemos un amplio conocimiento de cómo esta reprogramación es controlada a nivel transcripcional, la importancia de su regulación mediante mecanismos post-transcripcionales apenas se conoce. Nuestro proyecto, SPROUT, propone estudiar cómo la latencia de yemas axilares es controlada a nivel post-transcripcional mediante la modificación química de ARN mensajeros de genes relacionados con el crecimiento. En concreto, queremos estudiar cómo este control podría ser ejercido mediante la metilación del Nitrógeno 6 de Adenosinas, más conocida por su abreviatura m6A. Esta marca química constituye un código que no puede ser traducido de la misma forma que la secuencia de ARN, pero que es capaz de encender y apagar la actividad de genes que controlan la proliferación celular en plantas y animales. La regulación post-transcripcional dependiente de m6A es ejercida por proteínas con afinidad específica hacia ARNs metilados, que reciben el nombre coloquial de lectoras de m6A. Una de estas proteínas, llamada ECT8 en la planta modelo Arabidopsis thaliana, es el principal objeto de estudio de SPROUT. Gracias a nuestro trabajo previo, sabemos que ECT8 promueve la proliferación celular y crecimiento al ser expresada ectópicamente en yemas apicales. Sin embargo, la presencia de ECT8 en plantas silvestres está restringida a yemas axilares dormidas, donde es inducida por un factor de transcripción que promueve latencia llamado BRC1. Para comprender esta paradoja, queremos estudiar si la actividad molecular de ECT8 es modulada en respuesta a cambios ambientales mediante modificaciones post-traduccionales. En apoyo de esta idea, hemos encontrado evidencia de que ECT8 se encuentra glicosilada dentro de las células. Así, SPROUT propone poner a prueba la hipótesis de que, en yemas latentes, una forma glicosilada e inactiva de ECT8 se encuentra unida a ARN mensajeros portadores de m6A relacionados con el crecimiento. Llegada la primavera, ECT8 se activaría mediante un cambio en su estado de glicosilación, promoviendo así la proliferación celular que genera el rápido crecimiento de los brotes. De ser así, podría decirse que ECT8 es responsable de la explosión de vida que llena las ramas de los árboles en nuestros bosques caducifolios cada primavera.