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Estudio de los peroxisomas y las peroxinas en el desarrollo vegetativo y sexual de Neurospora crassa
Study of peroxisomes and peroxins in the vegetative and sexual development of Neurospora crassa
Juan Ramos Pulido
MERITXELL RIQUELME PEREZ
Acceso Abierto
Atribución
peroxinas, peroxisomas, desarrollo vegetativo, desarrollo sexual, transporte endosomal y Neurospora crassa
peroxins, peroxisomes, vegetative development, sexual development, endosomal transport and Neurospora crassa
Previamente, en nuestro grupo de trabajo se han caracterizado los orgánulos involucrados en la vía secretora que contribuyen al crecimiento apical de Neurospora crassa. Éstos incluyen el retículo endoplásmico (RE), las cisternas de Golgi, las vacuolas y las vesículas secretoras. Este estudio se enfocó en las interacciones del RE con otros orgánulos, principalmente los peroxisomas, ya que hay evidencia de que el RE participa en la biogénesis de los peroxisomas. En los hongos filamentosos los peroxisomas tienen muchas funciones; por ejemplo, participan en el metabolismo primario y secundario, en el desarrollo vegetativo y sexual, así como en la protección contra el daño mecánico. En este proyecto se estudió el papel de tres peroxinas (PEX), proteínas de biogénesis peroxisomal, en el desarrollo sexual y en el crecimiento vegetativo de N. crassa. Se analizaron cepas mutantes que carecen de PEX-1, PEX-10 y PEX-14. Estas peroxinas son responsables de la importación de proteínas en los peroxisomas y, por lo tanto, en la maduración y el correcto funcionamiento de estos orgánulos. Para caracterizar las cepas ∆pex, se midió la tasa de crecimiento radial, macroconidiación, ramificación, diámetro de hifas y producción de hifas aéreas. Con los resultados obtenidos, se determinó que la eliminación de los genes pex-1, pex-10 y pex-14 afecta la macroconidiación y en menor medida otros aspectos del desarrollo vegetativo. También se analizó el desarrollo sexual por medio de cruzas sexuales y se determinó que PEX-14 es esencial para el desarrollo sexual, ya que su eliminación genera esterilidad femenina. Por otra parte, se ha determinado la localización subcelular de los peroxisomas mediante la fusión de una secuencia de orientación peroxisomal (PTS1) a la proteína fluorescente TagRFP. En el análisis por microscopía confocal de hifas co-expresando peroxisomas y otros orgánulos marcados con proteínas fluorescentes o teñidos con fluorocromos, se observó transporte a través de microtúbulos y co-transporte con endosomas tempranos y gotas lipídicas. Estos resultados permitieron la construcción de un modelo de transporte “pero-endo” en N. crassa en donde los peroxisomas se co-transportan junto con los endosomas tempranos y las gotas lipídicas de forma rápida y dirigida a través de los microtúbulos. Por último, ninguna de las cepas Δpex (-1, -10, -14) crecieron en medio con ácido oleico, sugiriendo que sus peroxisomas no son funcionales. Para comprobarlo, se analizó la ...
Previously, our lab has characterized organelles involved in the secretory pathway of cell wall synthesizing enzymes that contribute to polar growth in Neurospora crassa. Those included the endoplasmic reticulum (ER), Golgi cisternae, vacuoles, and vesicular carriers. In this study we are focusing our attention to interconnections of the ER with other organelles, principally the peroxisomes, because there is evidence that ER is important for peroxisomal biogenesis. Peroxisomes have many functions, including a role in primary and secondary metabolism, in sexual and asexual development, as well as in protection against mechanical damage. In this project, the role of three peroxins (PEX), peroxisomal biogenesis proteins, in the sexual development and vegetative growth of N. crassa was studied. Mutant strains of N. crassa lacking PEX-1, PEX-10 and PEX-14 were analyzed. These peroxins are responsible for the import of proteins into peroxisomes and, therefore, in the maturation and proper functioning of these organelles. To characterize the ∆pex strains, the radial growth rate, the production of aerial hyphae, macroconidiation, branching, and hyphal diameter were measured. Deletion of the pex-1, pex-10, and pex-14 genes was determined to affect macroconidia and other aspects of vegetative development. Sexual development was also analyzed through sexual crosses and it was determined that PEX-14 is essential for sexual development, since its elimination generates female sterility in both mating types. Furthermore, the subcellular localization of peroxisomes has been determined by fusion of a Peroxisomal Targeting Signal 1 (PTS1) to the TagRFP fluorescent protein. In confocal microscopy analysis of hyphae co-expressing peroxisomes and other organelles labeled with fluorescent proteins or stained with fluorochromes, the peroxisomes were partially co-located with microtubules and co-transported with early endosomes and lipid droplets. These results allowed the construction of a "pero-endo" transport model in N. crassa where peroxisomes are co-transported together with early endosomes and lipid droplets rapidly and directed through the microtubules. Finally, none of the Δpex (-1, -10, -14) strains grew in medium with oleic acid, suggesting that their peroxisomes are not functional. To verify this, the ability of the strains to import the TagRFP-PTS1 protein into the peroxisomes was analyzed. Fluorescent cytosol was observed in the microscopic analysis. Therefore, ...
CICESE
2020
Tesis de maestría
Español
Ramos Pulido, J. 2020. Estudio de los peroxisomas y las peroxinas en el desarrollo vegetativo y sexual de Neurospora crassa. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 81 pp.
HONGOS
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