Análisis de la conservación de la actividad represora de la traducción del 3'UTR de EBF2 en respuesta a etileno | Analysis of the conservation of the translational repression activity of the 3'UTR of EBF2 in response to ethylene | Anàlisi de la conservació de l'activitat repressora de la traducció del 3 'UTR d'EBF2 en resposta a etilé

[EN] Plants are capable of adapting their internal developmental programs according to external environmental signals. Throughout evolution, plants have developed complex mechanisms to perceive and integrate environmental cues, allowing them to adjust their developmental programs in response to a constantly changing environment. Plant hormones play a fundamental role in integrating these signals. Ethylene is a gaseous plant hormone that plays a key role in various plant developmental processes, such as fruit ripening and senescence, as well as in responses to biotic and abiotic stresses. Over the past three decades, the regulatory role of ethylene in the transcription of thousands of genes has been well established in these processes. More recently, using an innovative approach employing the “Ribosome Footprinting” technique in the species Arabidopsis thaliana, the regulatory role of ethylene has been defined, in this case, at the level of translation for a specific group of transcripts, among which is EBF2. The F-Box protein EBF2 is a negative component of the ethylene signaling pathway. In the presence of ethylene, the translation of EBF2 is inhibited, allowing the cells to fully respond to the ethylene signal. The 3’UTR region of the EBF2 transcript is a regulatory element that is necessary and sufficient to confer the aforementioned inhibition of translation of these transcripts in the presence of ethylene. These cis-regulatory elements can be used as a biotechnological tool. With this objective, in the present Bachelor’s Thesis we analyze the molecular mechanism mediated by these regulatory elements and the conservation of their function across various plant species. We used homozygous transgenic lines carrying fluorescent reporters composed of Green Fluorescent Protein fused to the 3’UTRs of EBF2 from several plant species. We analyzed the response of these reporters to ethylene treatments by quantifying their fluorescence intensity. In this way, we can confirm the conservation of translational regulation by ethylene. In other words, we can determine when this type of molecular regulation appeared in the plant kingdom throughout evolution. In the near future, based on our results, we will be able to use translational regulatory modules as tools in plant biotechnology and synthetic biology across different species. In this way, we can implement applications in agricultural systems to minimize post-harvest product waste (by reducing over-ripening and senescence), thereby increasing food availability, as well as developing more sustainable cultivation practices.

[ES] Las plantas son capaces de adaptar sus programas de desarrollo interno de acuerdo con las señales externas del medio que las rodea. A lo largo de la evolución, las plantas han desarrollado complejos mecanismos para percibir e integrar señales del entorno, permitiéndoles ajustar sus programas de desarrollo en respuesta a un medio en constante cambio. Las hormonas vegetales juegan un papel fundamental en la integración de estas señales. El etileno es una hormona vegetal gaseosa que juega un papel clave en distintos procesos del desarrollo de la planta, como la maduración del fruto y su senescencia, así como en respuesta a estreses bióticos y abióticos. En estos procesos, a lo largo de las últimas tres décadas, se ha definido el papel regulador del etileno en la transcripción de miles de genes. Más recientemente, en una innovadora aproximación, empleando la técnica del Ribosome Footprinting en la especie Arabidopsis thaliana, se ha definido el papel regulador del etileno, en este caso, en la traducción de un grupo específico de transcritos entre los cuales se encuentra EBF2. La proteína F-Box EBF2 es un componente negativo de la ruta de señalización de etileno. En presencia de etileno la traducción de EBF2 se ve inhibida, lo que permite a las células responder plenamente al etileno presente. La región 3 UTR del transcrito de EBF2 es un elemento regulador necesario y suficiente para conferir la mencionada inhibición de la traducción de estos transcritos en presencia de etileno. Estos elementos cis-reguladores pueden ser utilizados como herramienta biotecnológica. Con este objetivo, en el presente Trabajo de Fin de Grado analizamos el mecanismo molecular mediado por estos elementos reguladores y la conservación de su función en diversas especies de plantas. Utilizamos líneas transgénicas homocigotas con reporteros fluorescentes que poseen la Green Fluorescent Protein fusionada a los 3 UTR de EBF2 de varias especies del reino vegetal. Analizamos la respuesta de estos reporteros a los tratamientos de etileno cuantificando la intensidad de su fluorescencia. De este modo, podemos confirmar la conservación de la regulación de la traducción a etileno. En otras palabras, podemos definir cuando apareció este tipo de regulación molecular en el reino vegetal a lo largo de la evolución. En un futuro próximo, basándonos en nuestros resultados, podremos utilizar módulos reguladores de la traducción como herramientas en biotecnología vegetal y biología sintética en distintas especies. De este modo, podremos implementar aplicaciones en sistemas agrícolas para minimizar el desperdicio de producto cosechado (reduciendo la sobre-maduración y senescencia) y así, incrementar la disponibilidad de alimento, como también desarrollar prácticas de cultivo más sostenibles.

Durántez De La Cruz, C. (2025). Análisis de la conservación de la actividad represora de la traducción del 3'UTR de EBF2 enrespuesta a etileno. https://riunet.upv.es/handle/10251/223574

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