A lo largo de millones de años de evolución, las plantas han desarrollado la capacidad de percibir e integrar toda la información procedente de señales externas con sus programas internos de desarrollo y crecimiento para generar siempre respuestas adecuadas. Cada vez es más evidente que las hormonas vegetales desempeñan un papel central en este proceso de integración. Nuestro grupo ha desarrollado dos líneas de investigación independientes que analizan los efectos en la regulación de la expresión génica provocados por las hormonas vegetales etileno y auxina. Estamos intentando determinar los mecanismos moleculares clave implicados en el proceso de integración de señales ambientales con los programas endógenos de la planta, mediado por estas hormonas.

Regulación de la traducción durante la maduración del fruto de tomate

El etileno es una hormona vegetal implicada en muchos procesos del desarrollo de las plantas. Es esencial en la maduración y el ablandamiento de productos agrícolas y, por tanto, es uno de los principales determinantes de la calidad y vida útil de frutas y hortalizas. Una mejor comprensión de los mecanismos moleculares mediante los cuales el etileno regula la maduración del fruto puede tener aplicaciones directas en el sector agronómico.

En las últimas décadas, hemos estudiado esta regulación principalmente a nivel transcripcional, primero utilizando microarrays y luego RNA-seq. Sin embargo, otros niveles de regulación, como los cambios en la eficiencia de traducción, apenas se han explorado. En nuestro laboratorio hemos implementado una técnica novedosa —el análisis de huellas de ribosoma o Ribo-seq— para identificar los ARNm regulados a nivel traduccional. Nuestros resultados preliminares sugieren que la traducción de ciertos ARNm está fuertemente regulada durante la maduración del fruto.

Nuestro objetivo es desentrañar cómo el etileno regula la traducción, en contraposición a la transcripción, de determinados ARNm durante la maduración del tomate, un proceso fuertemente regulado por el etileno, y confirmar la universalidad o conservación en el reino vegetal de elementos esenciales que median la regulación de la traducción en respuesta al etileno.

Regulación de la producción local de auxina

La auxina es una hormona vegetal clave que regula el desarrollo de las plantas y coordina sus respuestas al entorno. Los gradientes morfogenéticos de auxina controlan el destino celular y confieren plasticidad fenotípica a las plantas. El transporte polar de auxina es fundamental para la generación y el mantenimiento de dichos gradientes. El descubrimiento reciente de patrones de expresión espaciotemporal refinados de genes de biosíntesis de auxina sugiere que la producción local de auxina también contribuye a la formación de los máximos de auxina.

Nuestra investigación se centra en la regulación de la producción local de auxina y en las consecuencias fisiológicas de alterar los patrones dinámicos espaciotemporales de su biosíntesis. Hemos desarrollado herramientas moleculares para modificar con gran precisión los patrones específicos de producción de auxina, con el fin de definir los roles de la biosíntesis local de auxina en distintos procesos de desarrollo vegetal y en las respuestas a estímulos ambientales.