Nuevos descubrimientos en la estructura y evolución de las proteínas NMCP, los análogos de las laminas en plantas

Una reciente publicación realizada en el Centro de Investigaciones Biológicas por las Doctoras Susana Moreno y Malgorzata Ciska presenta nuevos datos sobre el origen, evolución y estructura de la familia de proteínas NMCP (Proteínas Constitutivas de la Matriz Nuclear) específica de plantas, que son los análogos de laminas en estos organismos.

Las laminas de metazoos son componentes estructurales de la lámina que promueven directamente la asociación de numerosas proteínas a la membrana nuclear interna, poros nucleares complejos y cromatina. Las plantas carecen de genes de laminas pero expresan las proteínas específicas NMCP que no comparten secuencia con las laminas pero si similitud de estructura y función. Al igual que las laminas las NMCPs juegan un papel importante en organización de cromatina y regulación génica. Por todo ello las NMCPs actúan como homólogos funcionales de laminas en plantas. El grupo de la Dra Susana Moreno ha sido pionero y un referente en el campo de las proteínas de núcleoesqueleto de plantas proponiendo por primera vez a las proteínas NMCP como homólogos estructurales y funcionales de las laminas.

El estudio extiende el origen de las NMCPs al menos a algas Charophytas, que son las Streptophytas basales cuyas NMCPs forman un grupo separado y distante del resto de Streptophytas, y establece que la aparición de homólogos adicionales en las especies de Streptophytas se produjo mediante eventos  de duplicación del genoma total. El análisis también define por primera vaz la organización estructural de las NMCP basales, descubre nuevos dominios específicos conservados en las proteínas y describe su conservación en un amplio rango de grupos filogenéticos. Además los datos in situ revelan que las NMCPs basales son componentes de la lámina sustentando junto con la conservación de estructura secundaria predicha, la conservación funcional de las NMCPs a lo largo de la evolución.

El estudio es relevante no sólo en el campo de la evolución de las proteínas nucleares de plantas sino también en el de biología celular  dentro de los campos de la lámina, envoltura nuclear y organización de cromatina  así como en los procesos celulares regulados por las NMCPs. Al jugar las NMCPs roles importantes en la regulación de la estructura de cromatina, rasgos epigenéticos y expresión génica, los avances presentados en el estudio pueden tener una repercusión  importante para el conocimiento de procesos biológicos fundamentales de plantas como diferenciación, germinación, inmunidad  y estrés biótico y abiótico en los que se ha demostrado su implicación.

El trabajo se realizó en colaboración con el Dr Kiyoshi Masuda, Hokkaido University, Sapporo, Japon.

Referencia: : Malgorzata Ciska; Riku Hikida; Kiyoshi Masuda; Susana Moreno Díaz de la Espina, Journal of Experimental Botany, Volume 70, Issue 10, 1 May 2019, Pages 2651–2664, https://doi.org/10.1093/jxb/erz102