Las semillas permanecen en estado latente, esperando que las condiciones ambientales adecuadas germinen, aumentando así la probabilidad de que las frágiles plántulas sobrevivan.
por el Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG)
La transición de una semilla seca a una plántula vegetativa es un proceso irreversible que requiere una reprogramación casi completa del transcriptoma de la planta. Si bien está ampliamente aceptado que la activación de la síntesis de proteínas (traducción) a partir de los ARNm almacenados en las semillas es un paso esencial para desencadenar la germinación de las semillas, se sabía mucho menos sobre el reinicio del proceso de transcripción.
Un equipo de investigadores del Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG) liderado por Julia Qüesta se embarcó en investigar la cuestión de cuándo se reinicia la transcripción durante la transición de semilla a plántula.
El grupo aplicó metodologías innovadoras de secuenciación de ARN y bioimagen para monitorear la dinámica de la síntesis de nuevo ARN (transcripción naciente) en el transcurso del tiempo de la germinación de las semillas y el crecimiento temprano de las plántulas utilizando la planta modelo Arabidopsis thaliana. Este enfoque combinado permitió la detección de la transcripción del ARN muy rápidamente después de la rehidratación (imbibición) de las semillas, lo que implica que la transcripción se reinicia mucho antes de lo previsto anteriormente.
Además del momento de la transcripción, la sensibilidad de los métodos utilizados permitió la identificación de miles de ARN no codificantes no anotados previamente, incluidos ARN largos no codificantes intergénicos y antisentido (lncRNA), así como transcripciones no codificantes muy inestables. Es probable que estos hallazgos abran nuevas vías para investigar el papel regulador del genoma no codificante en el control de la germinación de las semillas.
En la segunda fase del trabajo, los autores generaron conjuntos de datos de accesibilidad a la cromatina en todo el genoma para el mismo transcurso de tiempo de germinación.
Al filtrar las transcripciones inestables no codificantes que caían en regiones de cromatina accesibles en el genoma, los autores pudieron detectar características reguladoras importantes, como la transcripción bidireccional y los potenciadores de la transcripción. Hasta la fecha, no estaba claro si los elementos potenciadores de las plantas se transcribían produciendo ARN potenciadores, una característica bien conocida de los potenciadores en animales multicelulares.
Esta investigación publicada en Nature Communications describe la identificación de elementos potenciadores de Arabidopsis, que probablemente serán de gran interés en plantas de valor agronómico.
Más información: Benjamin JM Tremblay et al, La interacción entre la regulación codificante y no codificante impulsa la transición de semilla a plántula de Arabidopsis, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-46082-5
