Functional characterization of SYNAPTOTAGMIN1 domains in stress resistance

Abstract

Synaptotagmina1 (SYT1) es una proteína de Arabidopsis thaliana que se expresa ubicuamente en la planta. Su importancia biotecnológica radica en su esencialidad para la tolerancia a estreses ambientales y su implicación en infecciones virales y fúngicas. SYT1 está localizada en micro-dominios celulares, los sitios de contacto, entre la membrana plasmática y el retículo endoplásmico, y mantiene anclados estos orgánulos a corta distancia gracias a su dominio transmembrana y sus dominios C2. Estudios recientes sugieren que SYT1 retira diacilglicerol de la membrana plasmática mediante su dominio central SMP, evitando su dañina acumulación en situaciones de estrés. Sin embargo, se desconoce la relación entre los roles de SYT1 como anclaje, como transportadora de lípidos y sus funciones biológicas, y cómo sus dominios proteicos contribuyen a estas funciones. Para dilucidar estas cuestiones y dar una aplicación biotecnológica a los conocimientos obtenidos, esta tesis propuso dos objetivos: 1) el estudio de la contribución de los dominios de SYT1 en la tolerancia a estrés en levaduras y Arabidopsis thaliana y 2) la búsqueda de ortólogos de SYT1 en tomate y su caracterización. En primera instancia, para testar las diferencias entre SYT1 y su homólogo en levaduras (Tcb3), se diseñaron proteínas quiméricas intercambiando dominios de Tcb3 por los de SYT1 y estudiando cómo estos cambios afectaban a la localización y función en estrés. La región transmembrana de Tricalbin3 es esencial para su localización y función. Los dominios C2 de SYT1 pudieron mimetizar a los de Tcb3, pero el dominio SMP de SYT1 sólo mantuvo la localización de Tcb3, pero no logró imitar su resistencia a estrés. Estos experimentos se replicaron en Arabidopsis thaliana, obteniendo resultados similares. En el segundo objetivo se identificó al homólogo de SYT1 en tomate, SlSYT1, proteína con una localización similar a SYT1 y capaz de cumplir su función en estrés en Arabidopsis.