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Regulación de proteínas durante el desarrollo y respuestas a estrés
Descripción general
Las plantas regulan dinámicamente la actividad y composición de las proteínas para adaptarse a los cambios ambientales y cumplir con los requisitos de desarrollo. Entre los mecanismos reguladores existentes, estamos interesados en comprender la regulación de la función proteica mediante la conjugación del Modificador Pequeño de Ubiquitina (SUMO) como base para desarrollar nuevas herramientas biotecnológicas que contribuyan a la agricultura sostenible.
La SUMOilación está presente en todos los eucariotas y, en las plantas, SUMO es esencial para desplegar procesos de desarrollo y respuestas de defensa a los ataques de patógenos (Sharma 2021) y adaptarse a condiciones ambientales adversas (Benlloch y Lois 2018).
Nos interesan tres líneas principales de investigación:
1. Descubrir los MECANISMOS MOLECULARES QUE CONTROLAN LA CONJUGACIÓN DE SUMO IN VIVO. Consistente con ser un proceso esencial, hemos determinado que la maquinaria de conjugación SUMO está bajo varias capas de regulación. Nuestro objetivo es identificar los efectores moleculares involucrados en esta regulación.
2. Descubrir NUEVAS FUNCIONES BIOLÓGICAS DE LA CONJUGACIÓN DE SUMO y los mecanismos moleculares implicados. Entre las múltiples funciones de la conjugación SUMO, nos interesa comprender: su papel en las transiciones del desarrollo, como el desarrollo y la germinación de las semillas; y cuáles son los determinantes moleculares dependientes de SUMO que están involucrados en la resistencia de las plantas a patógenos fúngicos necrotróficos.
3. DESARROLLO DE HERRAMIENTAS MOLECULARES para modular y estudiar la conjugación SUMO in vivo. Aprovechando los conocimientos mecanísticos sobre la conjugación SUMO generados por nuestro grupo y otros, hemos desarrollado herramientas genéticas y bioquímicas que nos permiten modular la conjugación SUMO in vivo. También pretendemos desarrollar biosensores para estudiar la dinámica de la SUMOilación in vivo. Estas herramientas brindan oportunidades para desarrollar nuevas estrategias agronómicas. Las ventajas de algunas de estas herramientas se extienden a las terapias de salud.
Publicaciones Seleccionadas
Sharma, M., Fuertes, D., Perez-Gil, J., Lois, L.M.
SUMOylation in Phytopathogen Interactions: Balancing Invasion and Resistance
(2021) Frontiers in Cell and Developmental Biology, 9, art. no. 703795, .
Orosa, B., Üstün, S., Calderón Villalobos, L.I.A., Genschik, P., Gibbs, D., Holdsworth, M.J., Isono, E., Lois, M., Trujillo, M., Sadanandom, A.
Plant proteostasis – shaping the proteome: a research community aiming to understand molecular mechanisms that control protein abundance
(2020) New Phytologist, 227 (4), pp. 1028-1033.
Liu, B., Maria Lois, L., Reverter, D.
Structural insights into SUMO E1–E2 interactions in Arabidopsis uncovers a distinctive platform for securing SUMO conjugation specificity across evolution
(2019) Biochemical Journal, 476 (14), pp. 2127-2139.
Benlloch, R., Maria Lois, L.
Sumoylation in plants: Mechanistic insights and its role in drought stress
(2018) Journal of Experimental Botany, 69(19): 4539-4554
Castaño-Miquel, L., Mas, A., Teixeira, I., Seguí, J., Perearnau, A., Thampi, B.N., Schapire, A.L., Rodrigo, N., La Verde, G., Manrique, S., Coca, M., Lois, L.M.
SUMOylation Inhibition Mediated by Disruption of SUMO E1-E2 Interactions Confers Plant Susceptibility to Necrotrophic Fungal Pathogens
(2017) Molecular Plant, 10(5): 709-720
Lois LM and Matthiesen R. eds. ç
(2016) Plant Proteostasis: Methods and Protocols. Methods in Molecular Biology. Humana Press.
Mas, A., Amenós, M., Lois, L.M.
Quantitative analysis of subcellular distribution of the SUMO conjugation system by confocal microscopy imaging
(2016) In: Lois LM, Matthiesen R, eds. Plant Proteostasis: Methods and Protocols. Methods in Molecular Biology, 1450:135-150
Castaño-Miquel, L., Segui, J., Manrique, S., Teixeira, I., Carretero-Paulet, L., Atencio, F., Lois, L.M.
Diversification of SUMO-activating enzyme in arabidopsis: Implications in SUMO conjugation
(2013) Molecular Plant, 6(5): 1646-1660
Castaño-Miquel, L., Seguí, J., Lois, L.M.
Distinctive properties of Arabidopsis SUMO paralogues support the in vivo predominant role of AtSUMO1/2 isoforms
(2011) Biochemical Journal, 436(3): 581-590
Chosed, R., Mukherjee, S., Lois, L.M., Orth, K.
Evolution of a signalling system that incorporates both redundancy and diversity: Arabidopsis SUMOylation
(2006) Biochemical Journal, 398(3):521-529
Lois, L.M., Lima, C.D.
Structures of the SUMO E1 provide mechanistic insights into SUMO activation and E2 recruitment to E1
(2005) EMBO Journal, 24(3): 439-451
Lois, L.M., Lima, C.D., Chua, N.-H.
Small ubiquitin-like modifier modulates abscisic acid signaling in Arabidopsis
(2003) Plant Cell, 15(6): 1347-1359