Determinación del rol de calreticulina 1 y 2 en el retículo endoplasmático durante el establecimiento de la respuesta inmune en arabidopsis thaliana

Tesis (Magíster en Biotecnología)Financiada por el proyecto FONDECYT Regular 1170259.Las plantas han desarrollado sofisticados mecanismos que les permiten sobrellevar condiciones medioambientales adversas, como la exposición a patógenos bacterianos. Dentro de estos mecanismos se encuentra el reconocimiento específico del atacante mediante defensa activa, la cual gatilla una respuesta de hipersensibilidad (HR) en células infectadas y una respuesta a nivel sistémico conocida como resistencia sistémica adquirida (SAR) para inmunizar las células aledañas. Respuesta producida por un aumento de la fitohormona ácido salicílico (SA) lo que produce un incremento en la síntesis de proteínas involucradas en la respuesta de defensa de la planta como PR-1 perturbando así el correcto funcionamiento del retículo endoplasmático (RE), organelo encargado de las modificaciones post traduccionales de esta proteína. A fin de sobrellevar este estrés, se activará la respuesta a proteínas mal plegadas (UPR) que consta de diversas respuestas, entre ellas, el aumento de la síntesis de chaperonas de RE como calreticulina (CRT). Se ha reportado en Arabidopsis thaliana el aumento de transcrito de CRT tras ser infectada con patógenos bacterianos y se ha reportado que CRT1 y CRT2 tienen respuestas similares ante el ataque por patógenos. Es por esto y debido a que las respuestas de defensa de las plantas comparten ciertos mecanismos de defensa, es que se propuso analizar la participación de CRT1 y CRT2 durante SAR. Nuestros resultados sugieren, mediante ensayos de infección con un patógeno avirulento (Pst AvrRpm1) en plantas de Arabidopsis que hay una participación por parte de CRT1 y CRT2 durante la respuesta de defensa local. Resultado similar al obtenido al tratar plantas silvestres con SA, sugiriendo que estas chaperonas también podrían estar participando de SAR. A partir de esto, fue que se realizaron ensayos de infección con una bacteria virulenta (Pst DC3000) a plantas mutantes para crt2 y dobles mutantes crt1/crt2 bajo tratamiento con SA. Estas plantas mutantes crt2 y crt1/crt2, presentaron un menor número de colonias bacterianas en comparación a plantas silvestres y plantas de su mismo genotipo que no fueron inmunizadas. Tomando en cuenta esta participación, fue que se analizó la abundancia de transcrito de marcadores de biosíntesis de SA y chaperonas de RE en estas plantas mutantes, posterior a una respuesta local (infección con RPM1) y durante SAR (tratamiento con SA). Los resultados sugieren que existe una regulación indirecta por parte de CRT1 y CRT2 durante la respuesta de defensa tanto local como sistémica, regulación que no se ve al momento de analizar la síntesis y secreción de proteínas PR1. Si bien estos resultados apoyan la participación de CRT1 y CRT2 durante la respuesta de defensa, aun no se conoce el mecanismo por el cual actúan.Plants have evolved sophisticated mechanisms that allow them to cope with adverse environmental conditions, such the exposure to bacterial pathogens. Within these mechanisms is the specific recognition of the attacker through active defense, which elicits a hypersensitive response (HR) in infected cells and a systemic level response known as systemic acquired resistance (SAR) to immunize the surrounding cells. Response produced by an increase in phytohormone salicylic acid (SA) in addition to the increase in protein synthesis involved in the plant defense response as PR1 causes an alteration in the post-translational modifications, disturbing the correct functioning of the endoplasmic reticulum (ER), organelle in charge of this function. The increase in the demand for synthesis and folding of proteins, will produce stress of RE and to cope with this stress, will activate the unfolded protein response (UPR) consisting of various responses, among them, increased synthesis of chaperones of ER as calreticulin (CRT). It should be noted that CRT1 and CRT2 have similar responses to pathogen attack. Moreover, the plant defense responses share mechanisms, it was proposed to analyze CRT1 and CRT2 during SAR. Our results suggest, by means of infections assays by using of a bacterial pathogen avirulent (Pst AvrRpm1) in Arabidopsis plants that there is a participation by CRT1 y CRT2 during the local defends response. There are similar results obtained with SA treatment wild type plants, suggesting that this chaperones could participated in SAR. Starting from this, was that infection trials were carried out with a virulent bacterium (Pst DC3000) to crt2 mutant plants and crt1/crt2 double mutants with SA treatment. This mutant plants shown a minor number of bacterial colonies comparison to a wild type plants and plants of the same genotype that were not immunized. Considering this participation, we analyzed the abundance of transcript of SA biosynthesis markers and RE chaperones in these mutant plants, following a local response (infection with RPM1) and during SAR (treatment with SA). The results suggest that there is an indirect regulation by CRT1 and CRT2 during the defense response both local and systemic, a regulation that is not seen at the time of the analysis and synthesis of PR1 proteins. Although these results support the participation of CRT1 and CRT2 during the defense response, the mechanism by which they act it remains unknown