1. Transport polar d' auxines: trànsit intracel·lular del transportador d'auxina PIN1.

Les plantes, com altres éssers vius, necessiten hormones per aconseguir un creixement harmònic. Entre les principals hormones vegetals es troben les auxines, que estan implicades en la regulació d'un gran nombre de processos fisiològics : promouen el creixement i diferenciació cel·lular , i per tant el creixement en longitud de la planta , estimulen el creixement i maduració dels fruits, la floració, els processos de abscisió o caiguda dels fruits o els tropismes (resposta de les plantes a la llum i la gravetat ). A més, les auxines permeten adaptar el creixement de les plantes als canvis continus en l'entorn , gràcies a una distribució diferencial regulada , raó fonamental de molts processos adaptatius. Una característica sorprenent de les auxines és la forta polaritat exhibida en el seu transport a través de la planta . Aquest transport és polar, en sentit basípeto en tiges (l'àpex cap a la base de la planta) i acrópeto en arrels (cap a l'àpex de l'arrel). El transport polar d' auxines representa un procés específic únic de plantes i de la fitohormona auxina. El moviment direccional d' auxines juga un paper crucial en la regulació del creixement i desenvolupament en plantes, contribuint al manteniment de la polaritat global de la planta.

El transport polar d' auxines es produeix gràcies a la distribució asimètrica (polar) dels transportadors d'auxina de la família PIN. En particular, PIN1 es localitza exclusivament en el domini basal de la membrana plasmàtica, facilitant que la sortida d'auxina es produeixi únicament a través d'un dels extrems de la cèl·lula. Per tant, una qüestió essencial és comprendre com s'estableix la polaritat en la localització subcel·lular de PIN1. La localització de PIN1 depèn de processos de trànsit vesicular, probablement mediats per senyals de classificació o adreçament presents en el seu domini citosòlic. Aquests senyals podrien interaccionar amb la subunitat mitjana (mu) dels complexos adaptadors ( AP ) per a la seva inclusió en vesícules recobertes de clatrina implicades en el seu trànsit intracel·lular. De fet, s'ha demostrat que l'endocitosi de PIN1 és depenent de clatrina. L'auxina inhibeix l'endocitosi mediada per clatrina en cèl·lules vegetals , facilitant una major concentració de transportadors a la membrana plasmàtica quan es requereix transportar un excés de auxines. Aquest efecte està mediat per la proteïna d'unió a auxines ABP1, que afavoreix el reclutat de la clatrina fins a la membrana plasmàtica, promovent l'endocitosi. Un dels objectius del grup és investigar el mecanisme responsable de l'estimulació de l'endocitosi depenent de clatrina per ABP1. D'altra banda, un altre objectiu principal del grup és l'elucidació dels senyals en el domini citosòlic del transportador d' auxines PIN1 implicades en el seu trànsit intracel·lular, discriminant entre les que hi seu transport des del ER fins al complex de Golgi, des de la xarxa del trans Golgi (TGN ) fins a la membrana plasmàtica, la seua endocitosi o el seu reciclatge des dels endosomes fins el domini basal de la membrana plasmàtica.

2. La via secretora en cèl·lules vegetals: peculiaritats estructurals i funcionals de les proteïnes de la família p24.

S'ha calculat que al voltant del 18% del genoma de plantes està dedicat al manteniment dels compartiments endomembranosos implicats en el tràfic de proteïnes (incloent la via secretora ), la major proporció trobada entre els eucariotes. A més de les seves funcions de manteniment cel·lular, la via biosintètica /secretora està implicada en molts processos específics de plantes, com ara la senyalització hormonal, el desenvolupament, els tropismes, la defensa enfront de patògens o la resposta a estrès abiòtic . Tots els eucariotes posseeixen una via secretora, i la majoria de les molècules implicades en el procés de secreció estan bastant conservades. No obstant això, l'organització de la via secretora difereix de manera significativa en plantes respecte a animals i llevats. En particular, el tret morfològic més característic és l'absència d'un compartiment intermedi entre el reticle endoplasmàtic (ER) i l'aparell de Golgi .

Les proteïnes de la família p24 són putatius receptors de càrrega soluble en el transport a la via secretora, possiblement implicades en el control de qualitat durant el trànsit de proteïnes , l'organització dels llocs de sortida del ER o la biogènesi i manteniment de l'estructura l'aparell de Golgi . No obstant això , les seves funcions en plantes són essencialment desconegudes. Les peculiaritats de la via secretora primerenca ( ER - Golgi ) en cèl·lules vegetals suggereixen la participació de molècules específiques de plantes en la regulació del trànsit de proteïnes i en l'organització dels compartiments de la via. En aquest sentit , les proteïnes de la família p24 podrien haver patit adaptacions evolutives potser relacionades amb adaptacions funcionals. Les proteïnes p24 podrien transportar diferents tipus de càrrec a la via secretora, incloent proteïnes ancorades a GPI, contribuint al manteniment i l'organització dels diferents compartiments de la via. Algunes d'elles, a més, podrien tenir funcions específiques en diferents teixits. El nostre projecte actual planteja una anàlisi funcional de les proteïnes p24 en Arabidopsis que permeti elucidar les etapes de la via biosintètica / secretora que requereixen de la funció de proteïnes p24 i/o la seua possible funció en l'organització / morfologia dels compartiments de la via. D'altra banda, la identificació dels càrrecs reconeguts per aquestes proteïnes en plantes hauria de donar informació molt valuosa sobre les seues funcions específiques en cèl·lules vegetals.