Los cloroplastos son organelos esenciales para el desarrollo y viabilidad de las plantas. A lo largo de su diferenciación y aún durante su madurez, el cloroplasto mantiene una intensa comunicación con el núcleo. Dicha comunicación regula no solo la diferenciación y función del organelo, sino también algunos aspectos de la diferenciación de las células del mesófilo, que forman parte del tejido fotosintético de la hoja. Estudios recientes han mostrado que esta comunicación está mediada por diferentes vías que involucran señales específicas y una variedad de factores. A pesar de avances importantes en el campo la mayoría de las señales responsables de dicha señalización y los factores que participan en estas vías son aún desconocidos. El trabajo de nuestro grupo desde hace varios años se ha enfocado a la caracterización de las señales y los factores que intervienen en la comunicación cloroplasto-núcleo, en particular en los estadios iniciales del desarrollo del organelo. Con dicho propósito inicialmente se seleccionaron mutantes con bajos niveles de pigmentos y que afectan en el desarrollo temprano del cloroplasto. De esta manera se conformó una colección de mutantes a las que denominamos clb (chloroplast biogénesis). En particular dos de dichas mutantes denominadas clb2 y clb5 han llamado nuestra atención, ya que afectan los estadios mas tempranos del desarrollo del cloroplasto y también del tejido de la hoja. Gracias al apoyo de un proyecto previo de PAPIIT titulado: Caracterización molecular y funcional de los genes CLB5 y CLB19 que se requieren en el desarrollo del cloroplasto en Arabidopsis thaliana, se realizó la caracterización inicial de la mutante clb5. Durante este estudio pudimos demostrar que el gen responsable del fenotipo de clb5 es la enzima zeta caroteno desaturasa (ZDS), implicada en la parte inicial de la biosíntesis de carotenos. La falta de dicha enzima trae como consecuencia que la expresión de una batería de genes tanto nucleares como cloroplasticos se vean alterados. En adición clb5 presenta un defecto importante en la morfología de sus hojas. Nuestros estudios también han mostrado que los defectos en esta mutante no se presentan en otras mutantes albinas, aún cuando afecten otros pasos de la biosíntesis de carotenos. Estos resultados apoyan que o bien la enzima ZDS o algún caroteno genera una señal capaz de regular el desarrollo del cloroplasto y de la hoja. Estos datos han abierto una vía importante de investigación para nuestro grupo. Por lo tanto el presente proyecto tiene como finalidad investigar a fondo el mecanismo por el cual la falta de ZDS provoca un arresto en la biogénesis de cloroplasto, así como en el desarrollo de la hoja. Creemos que resulta importante poder realizar análisis integrales en esta mutante bajo diferentes condiciones y en comparación con otras mutantes que afectan la comunicación entre cloroplasto-núcleo previamente reportadas. En adición a esto, el presente proyecto también plantea la identificación de factores adicionales que jueguen un papel importante en la diferenciación de este organelo. Con esta idea este proyecto contempla la caracterización molecular y funcional de otra mutante de nuestra colección (clb2). clb2 al igual que clb5 tiene especial interés ya que presenta un arresto muy temprano en el desarrollo de sus cloroplastos. Los estudios genéticos iniciales de esta mutante han mostrado que el gen CLB2 corresponde a un gen nuevo esencial para el desarrollo correcto del organelo. Y el análisis genético inicial ha permitido localizar a dicho gen en una zona específica del cromosoma 3 de Arabidopsis. Por lo tanto, creemos que la identificación y caracterización de este nuevo factor aportarán datos importantes del mecanismo de regulación entre núcleo y cloroplasto durante los eventos tempranos de su desarrollo. Cabe enfatizar que este proyecto no cuenta con un financiamiento alterno y que debido a los importantes recortes presupuestales que instancias como CONACYT han tenido en los últimos años, el financiamiento de PAPIIT resulta esencial para culminar y redondear este cantidad de trabajo.

Los cloroplastos, al ser los organelos donde se realiza una de las funciones más característica en plantas como es la fotosíntesis, son esenciales para el desarrollo de las plantas. Además, recientemente ha llegado a ser evidente la importancia biológica e incluso biotecnológica de otros procesos que ocurren en estos organelos. Ente otros, podemos mencionar la biosíntesis de lípidos, aminoácidos, hormonas vegetales y de metabolitos secundarios como los isoprenoides, con enorme importancia médica y potencial biotecnológico. De tal manera, que un mejor entendimiento de los aspectos básicos que gobiernan el desarrollo y funcionalidad del cloroplasto, resultan indispensable para el eventual planteamiento de estrategias de manipulación con fines biotecnológicos de los importantes procesos que ocurren en este organelo. Por lo tanto nuestro proyecto aborda un unto de interés actual para muchos grupos a nivel internacional._x000D_ A pesar de los enormes avances en el entendimiento de los mecanismos que regulan la señalización entre el núcleo y el cloroplasto aún falta identificar aspectos centrales de dicha regulación. Por lo tanto el presente proyecto aborda preguntas centrales y de interés actual. Lo anterior puede constatarse a través del número de importantes revisiones recientes. Creemos que el estudio de ambas mutantes aportará información relevante relacionada a este proceso. _x000D_ La presente propuesta debe considerarse una continuación de un proyecto anterior apoyado por DGAPA, mismo que desde su culminación en el año 2009, no ha contado con ningún financiamiento. A consecuencia del fuerte recorte presupuestal que han sufrido los apoyos por parte del CONACYT, resultará prácticamente imposible continuar con este proyecto sin disponer de recursos específicos. Por otro lado, dado su estado de avance, consideramos que el financiamiento de este proyecto permitirá redondear y concluir resultados sobre aspectos relevantes y de frontera, los cuales deben de ser publicados en revistas internacionales de prestigio. Al respecto, conviene enfatizar que varios grupos de investigación en el mundo se encuentran interesados en el fenotipo de nuestra mutantes y en general del papel de los cloroplastos en la regulación del cloroplasto y de la hoja. De tal suerte, el aporte de recursos al proyecto resulta indispensable para poder concluir nuestra investigación con la rapidez necesaria para su publicación. _x000D_ El grado de avance del proyecto, junto con la relevancia de los resultados obtenidos, nos parece que justifican plenamente el planteamiento de la presente propuesta de cuya aprobación dependerá el avance y consolidación de esta interesante y novedosa línea de investigación, que lamentablemente, dada su categoría de investigación básica, está restringido para ser sometido a otras instancias de financiamiento. _x000D_