Los complejos proteicos formados por las ciclinas y las cinasas dependientes de ciclina, mediante la actividad de cinasa que despliegan a su asociación, controlan los diferentes tiempos y fases del ciclo celular eucariote. Existen muchos tipos de ciclinas y de CDKs por lo que en cada fase actuará un complejo diferente. En animales, las ciclinas tipo D, asociadas a CDKs 4 ó 6 controlan la transición G1-S. En plantas, las ciclinas tipo D se asocian a CDKA y se ha sugerido que también participan en G1, permitiendo el paso hacia S, aunque una demostración fehaciente aun no se produce. De hecho, la gran multiplicidad de ciclinas D existentes en plantas ha dificultado el poder definir el papel de cada una en las diferentes fases del ciclo celular, o bien si todas participan en la transición G1-S pero en diferentes tejidos de la planta. Dos principales CDKs existen en plantas, CDKA y CDKB y su función como cinasa depende de su asociación a ciclinas. Por lo tanto, el estudiar a las ciclinas D como reguladoras del ciclo celular comprende también el estudio de la cinasa a la que se encuentren asociadas. Más aun, los complejos ciclina-cinasa son en sí blanco de diversos procesos regulatorios que comprenden la fosforilación tanto de ciclinas como de cinasas, en diferentes sitios, con diferente resultado: la fosforilación de las ciclinas esta relacionada con su estabilidad, mientras que la fosforilación de las cinasas puede ser tanto inhibitoria como estimulatoria, lo que estará relacionado con la etapa del ciclo celular o bien con el estado fisiológico celular. _x000D_ El propósito del presente proyecto es continuar con los estudios que hemos estado desarrollando desde hace ya varios años, intentando conocer las ciclinas tipo D que participan en el inicio de la germinación de maíz, sabiendo que la mayoría de las células en los meristemos embrionarios se encuentran estacionadas en fase G1 al inicio del proceso germinativo. Como se estableció en párrafos anteriores, es fundamental conocer con que CDK se encuentran asociadas, en que tiempo de la germinación, y el estado regulatorio en que se encuentra cada complejo, esto es, si las CDKs contienen fosforilaciones en residuos de aminoácidos conocidos por su participación en eventos regulatorios inhibitorios o bien estimulatorios de la actividad de cinasa. Será fundamental conocer la actividad de cinasa de cada complejo ciclina-cinasa a lo largo del proceso germinativo, siempre relacionándola con una fase del ciclo celular, y con su concordancia con los residuos de aminoácidos fosforilados en cada fase. _x000D_ Contamos ya con anticuerpos contra 6 diferentes ciclinas D y con anticuerpos contra CDKA y CDKB; también con anticuerpos contra la treonina 161 fosforilada, sitio canónico de activación de CDKs, así como anticuerpos contra la tirosina 15 fosforilada, sitio canónico de inhibición de CDKs. Para la identificación de la actividad de cinasa contamos con la proteína RBR (sustrato de los complejos ciclina-CDK). Habremos de realizar experimentos para determinar los tiempos de la germinación en que cada ciclina se asocia a cada CDK, su estado de fosforilación y la magnitud de la actividad de cinasa en cada tiempo y comparativamente entre CDKs. Lo anterior aportará un esquema, si bien aun parcial, muy aproximado de la regulación de las etapas iniciales de la germinación con referencia al estado de desarrollo del ciclo celular que permita comprender como una semilla reinicia el crecimiento para formar una planta.

Hemos mantenido una línea coherente de investigación por los últimos 10 años, lo que ha permitido adquirir una serie de resultados importantes para explicar la relación existente entre la germinación de semillas y el ciclo celular, relación que es directamente proporcional, esto es, un pobre desarrollo del ciclo celular reduce la capacidad germinativa de las semillas y viceversa, una pobre germinabilidad conduce a un lento desarrollo del ciclo celular. El presente proyecto pretende avanzar en esta línea de pensamiento al tratar de identificar los actores directos que participarían en la entrada organizada a la transición de G1 a S durante el ciclo celular, la que parece ser fundamental para la buena germinabilidad: inhibir la entrada a la fase S repercute directamente en la capacidad de las semillas para germinar. Dado que las ciclinas tipo D y sus cinasas asociadas son los actores esenciales, el conocer que tipo de complejos se producen, cuando se producen, la actividad de cinasa que despliegan y cómo esto se relaciona con el estado de fosforilación de las cinasas, se vuelven preguntas fundamentales a resolver. La respuesta a estas preguntas dependerá del trabajo de estudiantes de maestría y doctorado, pero también de varios estudiantes de licenciatura, por lo que este proyecto también contribuirá a la formación de recursos humanos muy bien capacitados en la investigación.