La morfogénesis normal y alterada (eg., tumoraciones) depende del balance entre división y diferenciación celular en organismos multicelulares [22]. Por ello, resulta fundamental estudiar las bases moleculares que determinan este balance y los factores críticos para su rompimiento. La homeostasis celular se puede estudiar en los meristemos vegetales, mediante enfoques genéticos, bioquímicos y celulares sin amenazar la vida de la planta. En este proyecto usamos la especie experimental vegetal modelo, Arabidopsis thaliana para el estudio de los mecanismos moleculares y celulares de la homeostasis celular en el meristemo de la raiz, y sus efectos morfogenéticos. Este tipo de estudios se facilitan en plantas, porque dada la ausencia de migración celular en estos organismos, la morfogénesis se determina por el equilibrio entre la división, la elongación y la diferenciación celular. En este proyecto nos centramos en la caracterización de complejos de proteinas con dominios MADS en la regulación del comportamiento celular del meristemo radicular de A. thaliana. Creemos que la raíz de A. thaliana puede ser un sistema modelo óptimo para este fin por su transparencia, sencilla estructura celular, y desarrollo contínuo. Este proyecto tendrá dos partes: Por un lado se propone un enfoque genético para desentrañar el código combinatorio de la regulación de la homeostasis celular de la raíz por complejos de proteínas con dominion MADS. Para ello, contamos con mutantes sencillos de genes MADS con función inhibitoria de la proliferación celular, y de otros con función activardora en el meristemo de la raíz. Las proteínas codificadas por los genes cuyos mutantes tienen efectos claros en el crecimiento de la raíz, tienen pocos interactores y parecen ser los selectores en el tetrámero que comparten y que involucra a tres interactores MADS promíscuos: SOC1, AGL21 y AGL16. Mediante cruzas dobles, triples y cuádruples, así como caracterizaciones fenotípicas de las raíces resultantes, se analizará el papel relativo de los distintos dímeros funcionales sobre la homeostasis celular de la raíz. Posteriormente se usarán diversas técnicas para corroborar las interacciones postuladas in vitro y in vivo. En segundo término, se profundizará en el estudio de uno de estos genes MADS, XAL1, que es necesario para el mantenimiento del nicho de células madre y el desarrollo normal de la raíz, así como la regulación del ciclo celular. En este proyecto probaremos si esta MADS medía el efecto del RETINOBLASTOMA y auxinas sobre el ciclo celular, así como el mantenimiento del nicho de células madre y la homeostasis celular. Para esta segunda parte, se usarán cruzas con marcadores de Centro Quiescente e iniciales, análisis por RT-PCR de genes importantes en ciclo celular, establecimiento y para el mantenimiento del nicho de células madre. Algunas de estas cruzas y análisis también se usarán para explorar qué blancos regulan los distintos dímeros. Con este proyecto se contribuirá al estudio de las redes moleculares que regulan el mantenimiento de la homeostasis celular, durante la morfogénesis normal y alterada de órganos complejos in vivo.

Como parte de este proyecto: 1) Se escribirán tres artículos a publicarse en revistas de circulación internacionales. 2) Dos estudiantes de doctorado, 3) Un estudiante de maestria 4) Un estudiante de licenciatura. 5) Se asistirá a 3 congresos internacionales para presentar avances y resultados. 6) Se impartirán dos cursos a nivel de Doctorado de Ciencias Biomédicas y Ciencias Biológicas. 7) Al final de este proyecto se contará con un cúmulo de herramientas moleculares (líneas reporteras, transgénicas de pérdida de función y de ganancia de función, mutantes múltiples de los genes bajo estudio y con estos y genes de otras familias, etc) que respaldarán los artículos publicados y permitirán seguir profundizando en el proyecto y preguntas novedosas.