Jueves, 06 Octubre 2022
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UNIDAD DE CICLO CELULAR Y DESARROLLO

Conexiones entre los reguladores de ciclo celular y los programas de desarrollo en organismos eucariotas simples

 

  

  La forma en que el crecimiento y la progresión del ciclo celular se regulan coordinadamente durante el desarrollo en los organismos eucarióticos es un área activa de investigación. Un buen número de estudios han llevado a una comprensión profunda de los mecanismos centrales que impulsan el ciclo de las células eucariotas. También está cada vez más claro que estos mecanismos centrales se regulan durante el desarrollo. Además, los reguladores del ciclo celular pueden a su vez modular e incluso decidir el destino celular durante el desarrollo. La idea principal que estamos tratando de abordar en el laboratorio es asumir que los reguladores del ciclo celular podrían tener nuevos papeles dedicados a determinar las decisiones de desarrollo de las células eucariotas. Para probar el concepto, estamos utilizando dos modelos distintos de organismos eucarióticos simples: el hongo fitopatógeno Ustilago maydis y el nematodo Caenorhabditis elegans.

 

El hongo U. maydis es un sistema ideal para analizar las relaciones entre el ciclo celular, la morfogénesis y la patogenicidad. En este sistema modelo, la activación del programa de virulencia implica el apareamiento de un par de células compatibles haploides para producir una hifa dicariótica infecciosa. Este proceso implica fuertes cambios morfológicos (transición de gema a hifa), así como cambios genéticos (transición haploide a dicariótica), abogando por un control preciso del ciclo celular y la morfogénesis durante estas transiciones. Nuestra hipótesis inicial es que la inducción del filamento infeccioso en U. maydis, el primer paso en el proceso patogénico, se basa en un proceso dual que involucra por un lado una detención del ciclo celular específico y en el otro lado la activación específica de un crecimiento hiperpolarizado. Creemos que la interferencia en cualquiera de estos procesos tendría como resultado la inhibición de la virulencia. Nuestros enfoques incluyen tres objetivos principales: 1) Estudiar los mecanismos responsables de la detención del ciclo celular durante la formación del filamento infectivo. 2) Estudiar cómo se regula el crecimiento polar durante la inducción del filamento infectivo. 3) Estudiar cómo la señal transcripcional que emana del programa de virulencia se transmite al ciclo celular y a los reguladores morfogenéticos.

 

 

 

 

El segundo sistema modelo que estamos usando es C. elegans, que ofrece grandes ventajas para estudiar el control de la división celular durante el desarrollo animal. C. elegans tiene un cuerpo transparente y se desarrolla desde el zigoto de una célula hasta la etapa adulta a través de un patrón de divisiones casi invariante. Por lo tanto, la división de todas las células somáticas se puede seguir dentro de los animales en desarrollo y se conocen los tiempos exactos de la división celular. En combinación con una genética eficiente, esto permite una identificación sensible de mutantes del ciclo celular y un análisis cuantitativo de los defectos de división celular en una resolución que supera las posibilidades en otros modelos animales. Nos centramos en el análisis de las conexiones entre la regulación del ciclo celular y los reguladores de la cromatina, ya que tanto el establecimiento como el mantenimiento de los distintos destinos celulares implican el ajuste del ciclo celular y la formación de cromatina específica.

 

PUBLICACIONES RELEVANTES (2010-2021)

1. de la Torre, A., M. Jurca, K. Hofmann, L. Schmitz, K. Heimel, J. Kämper, and J. Pérez-Martín. Robust Cre recombinase activity in the biotrophic smut fungus Ustilago maydis enables efficient gene deletion to construct conditional null mutants in planta. Genetics en prensa (doi: 10.1093/genetics/iyab152.). 2021.

 

2. de la Torre, A., S. Castanheira and J. Pérez-Martín. Incompatibility between proliferation and plant invasion is mediated by a regulator of appressorium formation in the corn smut fungus Ustilago maydis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 117, 30599-30609. 2020.

 

3. Bardetti, P., S. Castanheira, O. Valerius, G. H. Braus, and J. Pérez-Martín. Cytoplasmic retention and degradation of a mitotic inducer enable plant infection by a pathogenic fungus. eLIFE 20, e48943. 2019.

 

4. Pérez-Martín, J., P. Bardetti, S. Castanheira, A. de la Torre and Tenorio-Gomez M. Virulence-specific cell cycle and morphogenesis connections in pathogenic fungi. Semin. Cell Dev. Biol. 57, 93-99. 2016.

 

5. de Sena-Tomás, C., E.Y. Yu, A. Calzada, W.K. Holloman, N.F. Lue and J. Pérez-Martín. Fungal Ku prevents permanent cell cycle arrest by suppressing DNA damage signaling at telomeres. Nucleic Acid Res. 43, 2138-2151. 2015.

 

6. Castanheira, S., N. Mielnichuk and J. Pérez-Martín. Programmed cell cycle arrest is required for infection of corn plants by the fungus Ustilago maydis. Development 141, 4817-4826. 2014.

 

7. de Sena-Tomás, C., M. Navarro-Gonzalez, U. Kues and J. Pérez-Martín. A DNA damage checkpoint pathway coordinates the division of dikaryotic cells in the ink cap mushroom Coprinopsis cinerea. Genetics 195, 47-57. 2013.

 

8. Sartorel, E. and J. Pérez-Martín. The distinct interaction between cell cycle regulation and the widely conserved Morphogenesis-Related (MOR) pathway in the fungus Ustilago maydis determines morphology. J. Cell Sci. 125, 4597-4608. 2012.

 

9. de Sena-Tomás, C., A. Fernandez-Alvarez, W. K. Holloman, and J. Pérez-Martín. DNA-damage-response-signaling cascade regulates proliferation of the phytopathogenic fungus Ustilago maydis in planta. Plant Cell 23, 1654-1665. 2011.

 

10. Carbó, N. and J. Pérez-Martín. Activation of the Cell Wall Integrity pathway promotes escape from G2 in the fungus Ustilago maydis. PLoS Genetics 6, 1001009. 2010.

 



 

 

  

 

 

 
 

 Investigador Principal:

 José Pérez

 
 
Currículum Vitae

Publicaciones

 Teléfono: 963391760

Email: jperezibv.csic.es

 
     
 
  • Pérez Martín, José
  • Alós Hernández, Álvaro
  • Puerta Martos, David