Efectos de la sobreexpresión de transportadores de cobre de alta afinidad tipo ctr en saccharomyces cerevisiae, arabidopsis thaliana y oryza sativa

Resumen

En el presente trabajo se ha estudiado el efecto que tiene la desregulación de la entrada de Cu+ mediante la alteración y sobreexpresión de transportadores de cobre de alta afinidad, tipo Ctr en tres organismos: Saccharomyces cerevisiae, Arabidopsis thaliana y Oryza sativa. Los resultados obtenidos confirman que las homeostasis del cobre y del hierro están relacionadas, ya que la alteración de la entrada de Cu+ en las células afecta a diferentes aspectos de la percepción y el transporte de hierro. En el caso de Saccharomyces cerevisiae, se ha comprobado que la falta de control en la entrada de cobre en la cepa mutante CTR1Δ300 provoca cambios en la expresión de genes como los que codifican la ferrorreductasa Fet3 y el transportador de hierro Ftr1. Además, la cepa CTR1Δ300 presenta un mayor contenido de hierro que la cepa control. Sin embargo, los centros Fe-S se encuentran dañados y su expresión está alterada, produciéndose como consecuencia un menor consumo de O2 en la cepa CTR1Δ300. Los resultados obtenidos de la sobreexpresión de COPT1 en la planta modelo Arabidopsis thaliana, indican que la alteración de la entrada de cobre provoca cambios en la expresión de genes clave en la respuesta a la deficiencia de hierro. La incorporación del metal, tanto a través de la estrategia I, como mediante la secreción de cumarinas está inhibida en las plantas sobreexpresoras del transportador COPT1 que, como consecuencia, presentan menor contenido de hierro. Esta dificultad para la incorporación de hierro podría deberse a la falta de expresión de un factor de transcripción bHLH, FIT, y a la pérdida de actividad de la E3 ubicuitin ligasa, BTS, ya que ambos factores son clave en la activación de la respuesta a deficiencia de hierro. Por último, en la planta de interés agronómico Oryza sativa, se ha comprobado que la sobreexpresión heteróloga del transportador COPT1 de Arabidopsis es funcional, lo que provoca una mayor entrada de Cu en la planta. Como consecuencia de dicha entrada, se altera la expresión de genes que codifican componentes de la homeostasis del hierro como la ferritina o los factores transcripcionales IRO2 y HRZ1, produciendo un fenotipo interesante desde el punto de vista biotecnológico con mayor contenido de hierro en hojas jóvenes y semillas.