Browsing by Author "Jordana, Xavier"

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    A Deficiency in the Flavoprotein of Arabidopsis Mitochondrial Complex II Results in Elevated Photosynthesis and Better Growth in Nitrogen-Limiting Conditions
    (AMER SOC PLANT BIOLOGISTS, 2011) Fuentes, Daniela; Meneses, Marco; Nunes Nesi, Adriano; Araujo, Wagner L.; Tapia, Rodrigo; Gomez, Isabel; Holuigue, Loreto; Gutierrez, Rodrigo A.; Fernie, Alisdair R.; Jordana, Xavier
    Mitochondrial complex II (succinate dehydrogenase [SDH]) plays roles both in the tricarboxylic acid cycle and the respiratory electron transport chain. In Arabidopsis (Arabidopsis thaliana), its flavoprotein subunit is encoded by two nuclear genes, SDH1-1 and SDH1-2. Here, we characterize heterozygous SDH1-1/sdh1-1 mutant plants displaying a 30% reduction in SDH activity as well as partially silenced plants obtained by RNA interference. We found that these plants displayed significantly higher CO2 assimilation rates and enhanced growth than wild-type plants. There was a strong correlation between CO2 assimilation and stomatal conductance, and both mutant and silenced plants displayed increased stomatal aperture and density. By contrast, no significant differences were found for dark respiration, chloroplastic electron transport rate, CO2 uptake at saturating concentrations of CO2, or biochemical parameters such as the maximum rates of carboxylation by Rubisco and of photosynthetic electron transport. Thus, photosynthesis is enhanced in SDH-deficient plants by a mechanism involving a specific effect on stomatal function that results in improved CO2 uptake. Metabolic and transcript profiling revealed that mild deficiency in SDH results in limited effects on metabolism and gene expression, and data suggest that decreases observed in the levels of some amino acids were due to a higher flux to proteins and other nitrogen-containing compounds to support increased growth. Strikingly, SDH1-1/sdh1-1 seedlings grew considerably better in nitrogen-limiting conditions. Thus, a subtle metabolic alteration may lead to changes in important functions such as stomatal function and nitrogen assimilation.
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    A Nuclear Gene Encoding the Iron-Sulfur Subunit of Mitochondrial Complex II Is Regulated by B3 Domain Transcription Factors during Seed Development in Arabidopsis
    (AMER SOC PLANT BIOLOGISTS, 2009) Roschzttardtz, Hannetz; Fuentes, Ignacia; Vasquez, Marcos; Corvalan, Claudia; Leon, Gabriel; Gomez, Isabel; Araya, Alejandro; Holuigue, Loreto; Vicente Carbajosa, Jesus; Jordana, Xavier
    Mitochondrial complex II (succinate dehydrogenase) is part of the tricarboxylic acid cycle and the respiratory chain. Three nuclear genes encode its essential iron-sulfur subunit in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). One of them, SUCCINATE DEHYDROGENASE2-3 (SDH2-3), is specifically expressed in the embryo during seed maturation, suggesting that SDH2-3 may have a role as the complex II iron-sulfur subunit during embryo maturation and/or germination. Here, we present data demonstrating that three abscisic acid-responsive elements and one RY-like enhancer element, present in the SDH2-3 promoter, are involved in embryo-specific SDH2-3 transcriptional regulation. Furthermore, we show that ABSCISIC ACID INSENSITIVE3 (ABI3), FUSCA3 (FUS3), and LEAFY COTYLEDON2, three key B3 domain transcription factors involved in gene expression during seed maturation, control SDH2-3 expression. Whereas ABI3 and FUS3 interact with the RY element in the SDH2-3 promoter, the abscisic acid-responsive elements are shown to be a target for bZIP53, a member of the basic leucine zipper (bZIP) family of transcription factors. We show that group S1 bZIP53 protein binds the promoter as a heterodimer with group C bZIP10 or bZIP25. To the best of our knowledge, the SDH2-3 promoter is the first embryo-specific promoter characterized for a mitochondrial respiratory complex protein. Characterization of succinate dehydrogenase activity in embryos from two homozygous sdh2-3 mutant lines permits us to conclude that SDH2-3 is the major iron-sulfur subunit of mature embryo complex II. Finally, the absence of SDH2-3 in mutant seeds slows down their germination, pointing to a role of SDH2-3-containing complex II at an early step of germination.
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    A Ribosomal Protein S10 Gene Is Found in the Mitochondrial Genome in Solanum Tuberosum
    (1994) Zanlungo Matsuhiro, Silvana; Holuigue Barros, María Loreto; Jordana, Xavier
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    Caracterización de los genes MIT1 y MIT2 de Arabidopsis Thaliana que codifican para transportadores mitocondriales de hierro
    (2021) Vargas Pérez, Joaquín Ignacio; Roschzttardtz Choucroun, Hannetz France; Jordana, Xavier; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
    Entre los micronutrientes esenciales para las plantas, el hierro es aquel que se requiere en mayor abundancia ya que es componente de cofactores como hemo y centros hierro azufre, que participan en procesos como la fotosíntesis y la respiración, entre otros. Importantes avances han permitido conocer los mecanismos que rigen la homeostasis del hierro a nivel fisiológico en las plantas, sin embargo a nivel subcelular existen aún muchas interrogantes. En este contexto, las mitocondrias son organelos con un alto requerimiento de hierro ya que albergan parte de la ruta de síntesis de centros hierro azufre y utilizan numerosos cofactores de hierro en la cadena transportadora de electrones, que en total suman al menos 9 hemos y 13 centros hierro azufre, por lo que la función mitocondrial y el metabolismo del hierro se encuentran estrechamente relacionados. Se ha estudiado poco la homeostasis del hierro mitocondrial en plantas y poco se sabe de los transportadores involucrados. Recientemente fue descrito el primer transportador de hierro mitocondrial en plantas, llamado Mitochondrial Iron Transporter (MIT) en Oryza sativa y codificado por un gen esencial. En base a este transportador identificamos dos genes ortólogos de Arabidopsis thaliana, At1g07030 (MIT1) y At2g30160 (MIT2). La expresión de estos genes en levaduras mutantes en los transportadores mitocondriales de hierro de alta afinidad les permite a estas levaduras crecer en medio deficiente en hierro, lo que sugiere fuertemente que MIT1 y MIT2 transportan hierro a la mitocondria en levaduras. Para caracterizar la función de MIT1 y MIT2 se obtuvieron 3 líneas homocigotas mutantes para MIT1 y 2 líneas homocigotas mutantes para MIT2, y ninguna de ellas presentó alteraciones en su fenotipo. Además la segregación del alelo mutado en la descendencia de plantas heterocigotas tampoco mostró alteraciones. Estos resultados sugieren que ambos genes son redundantes, lo que fue confirmado al cruzar líneas mutantes nulas mit1 y mit2 y no poder obtenerse dobles homocigotas mutantes. Este resultado demostró además que la función MIT es esencial en Arabidopsis. Al cruzar una mutante nula de MIT2 y una “knockdown” de MIT1 fue posible obtener plantas dobles homocigotas mutantes que en la primera generación expresaban un 10-20 % de MIT1. Estas plantas resultaron ser viables y presentaron múltiples alteraciones fenotípicas: embriones con tres cotiledones, retraso en la germinación, en el crecimiento post-germinativo y durante todo el desarrollo. Además, se encontraron anormalidades morfológicas en semillas, hojas, flores y tallos. Parte de estas alteraciones podría explicarse directamente por una disfunción mitocondrial generada por deficiencia de hierro en el organelo, lo que se sustenta en la inducción de genes marcadores de respuesta a perturbación/estrés mitocondrial. Otra parte de las alteraciones podría estar relacionada con un efecto indirecto de la perturbación mitocondrial sobre la homeostasis de auxina. El análisis de los datos transcriptómicos revela que estas plantas tienen probablemente reprimida la adquisición de hierro, la síntesis de cumarinas, la formación de la banda de Caspari, la suberización y el desarrollo de los pelos radiculares. Y tienen aumentada la expresión de genes relacionados con desarrollo y mantención de meristemas, formación y límites de órganos, desarrollo de flores. Curiosamente estas plantas dobles homocigotas mutantes recuperaron un fenotipo normal en la siguiente generación, lo que se correlaciona con un aumento de la expresión de MIT1 (70% a nivel de transcrito y 30% a nivel de proteína, respecto de plantas silvestres), probablemente debido al mecanismo descrito de “supresión de T-DNAs intrónicos”. Estas plantas “compensadas” no son diferentes de plantas silvestres en actividad mitocondrial, en el proteoma mitocondrial y en el transcriptoma.
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    Cloning and characterization of the cDNA coding for the catalytic α subunit of CK2 from tobacco
    (2001) Salinas, P.; Jordana, Xavier; Holuigue Barros, María Loreto
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    Mitochondrial complex II is essential for gametophyte development in Arabidopsis
    (2007) León, Gabriel; Holuigue Barros, María Loreto; Jordana, Xavier
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    Multiplex micro-respiratory measurements of Arabidopsis tissues
    (2013) Holzmann Illanes, Cristián Alberto.; Jordana, Xavier
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    Npr1-Independent Activation of Immediate Early Salicylic Acid-Responsive Genes in Arabidopsis
    (2004) Uquillas, C.; Jordana, Xavier; Holuigue Barros, María Loreto
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    The Gene for Mitochondrial Ribosomal Protein S14 Has Been Transferred to the Nucleus in Arabidopsis Thaliana
    (1999) Figueroa, Pablo; Holuigue Barros, María Loreto; Jordana, Xavier
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    Transfer of RPS14 and RPL5 from the mitochondrion to the nucleus in grasses
    (2004) Sandoval, P.; Holuigue Barros, María Loreto; Jordana, Xavier