Fecha: 29/01/2021

Nuevas pautas de los enzimas histona deacetilasas dependientes de zinc que regulan la actividad de los genes en las plantas


La prestigiosa revista Trends in Plant Science (Cell Press), especializada en el ámbito de la biología de las plantas, ha publicado recientemente un trabajo liderado por la doctora Inmaculada Yruela, investigadora del Grupo de Biología Computacional y Estructural de la Estación Experimental de Aula Dei (CSIC).
Su  investigación proporciona una visión revisada y holística de la filogenia y las estructuras de las enzimas histona deacetilasas (HDAs) en las plantas, unas proteínas dependientes de zinc esenciales en la regulación de la actividad de los genes y en los cambios epigenéticos que juegan un papel crucial en el desarrollo, adaptación y respuesta al estrés de las plantas y cuya evolución refleja, en definitiva, la de la vida en el planeta.

 

En el proyecto también han participado el doctor Carlos Moreno‐Yruela y el profesor Christian A. Olsen, ambos del Departamento de Diseño de Fármacos y Farmacología (ILF) de la Facultad de Salud y Ciencias Médicas (SUND) de la Universidad de Copenhague (Dinamarca).

El artículo publicado, "Zn2+-dependent histone deacetylases in plants: structure and evolution", servirá como referencia para futuras anotaciones y estudios sobre epigenética, evolución e investigaciones enfocadas en su bioquímica y estructura. “Hemos propuesto una nueva clasificación de las subclases de las HDAs en plantas y hemos revisado sus respectivos orígenes evolutivos. De particular interés es la identificación de dos proteínas variantes y específicas de Brasicáceas (Brassicaceae) que hemos renombrado como HDA6-2 y HDA5-2, y que pertenecen a las clases I y II de esta familia, respectivamente”, destaca Yruela. A las Brasicáceas pertenecen la planta modelo Arabidopsis, pero también plantas cultivadas como el brócoli, la colza, el nabo o la col, entre otras.

La construcción filogenética desde sus ancestros, las cianobacterias, hasta las plantas con flores o angiospermas nos ayuda a identificar la dinámica evolutiva de esta familia de proteínas, incluyendo la ganancia de ductilidad y flexibilidad en sus estructuras. El análisis filogenético destaca las HDA de plantas que conservan las características estructurales de su origen bacteriano y las HDA que han divergido para cumplir con las posibles funciones específicas de la familia. Por ejemplo, las Brasicáceas que han tenido múltiples eventos de duplicación de los genomas y han divergido recientemente. En las plantas gramíneas de la familia de las Poáceas (Poaceae), a la que pertenecen cereales como la cebada, el arroz o el trigo, también hemos identificado dos nuevas subclases.

El análisis estructural por homología de las HDAs de plantas con estructuras altamente conservadas en humanos permite trasladar lo aprendido en otros organismos. “Hemos identificado características estructurales singulares y mutaciones clave en el sitio activo de estas enzimas que no habían sido descritos hasta la fecha y que podrían indicarnos nuevas funciones”, señala Yruela.

Yruela I, Moreno-Yruela C, Olsen CA. Zn2+-Dependent Histone Deacetylases in Plants: Structure and Evolution. [Epub ahead of print]. Trends in Plant Science (Available online Jan 2021) (DOI: 10.1016/j.tplants.2020.12.011 )

Ficheros: