Las plantas tienen un desarrollo continuo a lo largo de su ciclo de vida gracias a que mantienen meristemos activos en la raíz y en el tallo, a partir de los cuales se diferencian los distintos tipos celulares y todos los órganos. Una familia de genes que codifican para factores transcripcionales claves en el desarrollo vegetal es la de los genes MADS-box. Hasta el momento se ha estudiado la expresión de los diferentes genes MADS-box tipo II y su función en el lugar en donde se expresan sus mensajeros. Sin embargo, se ha visto que la combinatoria de las proteínas codificadas por dichos genes da lugar a una gran diversidad de complejos de unión al ADN a partir de un número relativamente pequeño de proteínas (un poco mas de 100 miembros en Arabidopsis thaliana). Desentrañar la estructura, función y evolución de dichos complejos, es fundamental para entender los mecanismos moleculares que controlan el desarrollo y su evolución en plantas._x000D_ Se ha demostrado que para el desarrollo de la flor estos complejos transcripcionales están formados por dos dímeros con capacidad de unirse al ADN (en la caja conocida como caja CArG); únicamente uno de ellos es el responsable de llevar a cabo la activación transcripcional (Egea-Cortines y col., 1999; Honma y Goto, 2001), mientras que el otro puede ser importante para dar la especificidad en el reconocimiento de los genes blanco._x000D_ La regulación genética a nivel molecular y el patrón de órganos florales está muy conservado en las angiospermas superiores (eudicotiledóneas), y aunque hay algunas variaciones morfológicas, solo hay un caso entre las 250,000 especies de plantas con flores, en que en poblaciones naturales se encuentra fija una inversión en la localización espacial de los órganos reproductivos (Lacandonia schismatica). A diferencia del resto de las plantas con flores, en esta Triuridaceae de la selva Lacandona, los estambres están en el centro de la flor rodeados por los carpelos. Por ello, es que la flor de esta especie constituye un modelo muy interesante para estudiar la estructura, función y evolución de los complejos de proteínas MADS en angiospermas._x000D_ Los estambres están determinados, según el modelo ABC, por la interacción de los genes MADS box tipo II de función B (AP3 y PI) y C (AG). Nosotros demostramos que la expresión de LsAP3 en el centro de la flor es suficiente para explicar el fenotipo homeótico que encontramos en Lacandonia. También mostramos que la sobre-expresión de los genes B de Lacandonia no complementa totalmente líneas de pérdida de función de los ortólogos de Arabidopsis. Esto se debe, probablemente, a que requieren de la presencia de otra proteína MADS tipo II: SEP3 que demostramos es necesaria para poder heterodimerizar en levadura (Álvarez-Buylla y col., en segunda revisión en Plant Cell; Piñeyro y col., 2009). Dado estos fenotipos, proponemos que la formación y estabilidad de los complejos cuaternarios en Lacandonia podrían ser distintos a los propuestos para Arabidopsis. _x000D_ Es importante señalar que recientemente se mostró evidencia que sugiere (Ambrose y col., 2006; Rudall and Bateman, 2006; Rudall 2008) que las estructuras reproductivas de Lacandonia son flores verdaderas y no inflorescencias reducidas como se pensaba. Por lo anterior asumimos en este proyecto que estamos trabajando con flores que presentan una inversión homeótica en los verticilios reproductivos. _x000D_ Para entender completamente el desarrollo floral es necesario estudiar la transición de un meristemo de inflorescencia a uno de flor por lo que en este proyecto estudiaremos no sólo los complejos de proteínas MADS que participan es la especificación de los órganos florales sino también aquellos que están involucrados en la transición de un meristemo de inflorescencia a uno de flor. _x000D_ Como una primera aproximación para entender la red de interacciones entre proteínas embebida en una red transcripcional, y además indagar cuáles son las proteínas que tienen la capacidad para interactuar “in vivo”, en este proyecto queremos abarcar tres grandes temas; la estructura de estos complejos proteicos usando los sistemas de dos, tres y cuatro híbridos de la levadura Saccharomyces cerevisiae que ha sido ampliamente utilizada y validada para muchos casos; la función de estos oligómeros con ensayos en levadura para ver su capacidad de unirse a cajas CArG y su capacidad de transactivación; hibridaciones “in situ” para poder estudiar en tiempo y espacio la expresión de estos genes en Lacandonia y, en algunos casos escogidos, su función en la planta con líneas transgénicas estables. Toda esta información de la estructura de los complejos proteicos servirá para, eventualmente, entender como ha sido la evolución de estos complejos durante el desarrollo floral, haciendo estudios comparativos con los sistemas modelo, como Arabidopsis._x000D_

Este proyecto contribuirá a entender la estructura, función y evolución de los complejos transcripcionales de proteínas MADS-box tipo II en el desarrollo floral de Lacandonia tanto en la especificación de los órganos florales como en la transición de un meristemo de inflorescencia a uno de flor. _x000D_ Esto se logrará estableciendo hipótesis novedosas acerca del papel de genes MAD-box tipo II en la especificación de los meristemos de inflorescencia y flor, y en el desarrollo de los órganos florales en una especie con morfología floral única: Lacandonia schismatica. _x000D_ El hecho de que el arreglo floral encontrado en Lacandonia no se encuentre en ninguna otra planta (incluyendo mutantes de laboratorio), implica que la red reguladora de este arreglo espacial es robusta y que, una vez que ha evolucionado en angiospermas, se fijó en poblaciones naturales. Este hecho hace que el estudio de redes reguladoras del desarrollo floral sea particularmente interesante en Lacandonia en donde podremos explorar si alteraciones en los complejos MADS jugaron un papel fundamental en este salto evolutivo. Conforme se acumulen el tipo de datos que se producirán en este proyecto y otros similares, podremos proponer modelos de redes de regulación formales que incorporen de manera explícita a los ya existentes (Espinosa-Soto y col., 2004; Chaos y col., 2007; Álvarez-Buylla y col., 2009). _x000D_ Analizando las distintas combinaciones proteicas de los complejos de MADS podemos estudiar como sus alteraciones pueden producir cambios en las identidades celulares, y eventualmente en sus patrones espacio-temporales. _x000D_