29 results on '"López-Pagán, Nieves"'
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2. Cooperative colonization of the host and pathogen dissemination involves stochastic and spatially structured expression of virulence traits
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López-Pagán, Nieves, primary, Rufián, José S., additional, Luneau, Julien, additional, Sánchez-Romero, María-Antonia, additional, Aussel, Laurent, additional, van Vliet, Simon, additional, Ruiz-Albert, Javier, additional, and Beuzón, Carmen R., additional
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- 2024
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3. Generating Chromosome-Located Transcriptional Fusions to Fluorescent Proteins for Single-Cell Gene Expression Analysis in Pseudomonas syringae
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Rufián, José S., primary, López-Márquez, Diego, additional, López-Pagán, Nieves, additional, Grant, Murray, additional, Ruiz-Albert, Javier, additional, and Beuzón, Carmen R., additional
- Published
- 2017
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4. The When and Where: How development modulates immunity through a miRNA-NLR-phasiRNA network
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Espino, Ángel del, López-Márquez, Diego, López-Pagán, Nieves, Rubio-Somoza, Ignacio, Ruiz-Albert, Javier, Bejarano, Eduardo R., Beuzón, Carmen R., Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (España), Agencia Estatal de Investigación (España), European Commission, Junta de Andalucía, and Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (España)
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Trabajo presentado a la XVI Reunión de Biología Molecular de Plantas-Meeting of Plant Molecular Biology (RBMP) celebrada en Sevilla entre el 14 y el 16 de diciembre de 2022., Plants possess a battery of dedicated intracellular immune receptors known as nucleotide-binding leucine-rich repeat proteins (NLRs) involved in recognition of pathogen derived efectors and activation of efector-triggered immunity (ETI). In a recent work, we report a two-tiered regulatory network in Arabidopsis mediated by a microRNA (miR825-5p) and a wave of secondary NLRderived phased small RNAs (phasi-NLRs) involved in silencing dozens of NLR genes encoding Toll/interleukin-1 NLRs (TNLs). In our model, targeting of MIST1 (microRNA-silenced TNL1) transcripts by miR825-5p, triggers the generation of phasi-NLRs that subsequently silence a wide network of TNL encoding genes and reinforce the silencing of MIST1 (López-Márquez et al., 2021). Although miRNA and phasi-NLR mediated regulation of NLRs has been characterized to some extent, the current knowledge regarding how these miRNA-target-phasiRNA networks are modulated and their contribution to the immune response during diferent developmental stages is still scarce (Deng et al., 2018; Cui et al., 2019). Thus, through generation of GUS-based A. thaliana reporter lines we have characterized the expression pattern of both genes (MIR825 and MIST1) as well as the domain activity of miR825-5p. Moreover, a comprehensive analysis of RNA and small RNA-seq datasets, as well as the use of diferent orthogonal approaches, unravelled a hitherto unknow connection between miR825-5p/phasi-NLR mediated regulation of NLRs and plant development. Further analysis also supports the notion that the action of this regulatory mechanism is restricted to control NLR expression in an organ specifc way, mainly operating in leaves of the model plant. At present, we are working to understand how the changes on miRNA/phasi-NLR levels during developmental stages modulate the strength of the immune response and the biological impact of this developmental-dependent regulation on plant health. In summary, our results point to a developmentally regulated sRNA-based control of NLR expression in Arabidopsis and shed light on how levels of these regulatory molecules (miRNAs and phasi-NLRs) are modulated during development or in an organ specifc manner to fne-tune NLR expression., This work was supported by Project Grant RTI2018-095069-B-I00 fnanced by MCIN/AEI/10.13039/501100011033/ and FEDER, and by Project Grant PY18-2398 fnanced by Junta de Andalucía. ADE was funded by a FPU Grant (Predoctoral Fellowship from the Spanish Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades; FPU17/03520).
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- 2022
5. Single-Cell Analysis of the Expression of Pseudomonas syringae Genes within the Plant Tissue
- Author
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Rufián, José S., primary, López-Pagán, Nieves, primary, Ruiz-Albert, Javier, primary, and Beuzón, Carmen R., primary
- Published
- 2022
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6. The When and Where: How development modulates immunity through a miRNA-NLR-phasiRNA network.
- Author
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Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (España), Agencia Estatal de Investigación (España), European Commission, Junta de Andalucía, Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (España), Espino, Ángel del, López-Márquez, Diego, López-Pagán, Nieves, Rubio-Somoza, Ignacio, Ruiz-Albert, Javier, Bejarano, Eduardo R., Beuzón, Carmen R., Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (España), Agencia Estatal de Investigación (España), European Commission, Junta de Andalucía, Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (España), Espino, Ángel del, López-Márquez, Diego, López-Pagán, Nieves, Rubio-Somoza, Ignacio, Ruiz-Albert, Javier, Bejarano, Eduardo R., and Beuzón, Carmen R.
- Abstract
Plants possess a battery of dedicated intracellular immune receptors known as nucleotide-binding leucine-rich repeat proteins (NLRs) involved in recognition of pathogen derived efectors and activation of efector-triggered immunity (ETI). In a recent work, we report a two-tiered regulatory network in Arabidopsis mediated by a microRNA (miR825-5p) and a wave of secondary NLRderived phased small RNAs (phasi-NLRs) involved in silencing dozens of NLR genes encoding Toll/interleukin-1 NLRs (TNLs). In our model, targeting of MIST1 (microRNA-silenced TNL1) transcripts by miR825-5p, triggers the generation of phasi-NLRs that subsequently silence a wide network of TNL encoding genes and reinforce the silencing of MIST1 (López-Márquez et al., 2021). Although miRNA and phasi-NLR mediated regulation of NLRs has been characterized to some extent, the current knowledge regarding how these miRNA-target-phasiRNA networks are modulated and their contribution to the immune response during diferent developmental stages is still scarce (Deng et al., 2018; Cui et al., 2019). Thus, through generation of GUS-based A. thaliana reporter lines we have characterized the expression pattern of both genes (MIR825 and MIST1) as well as the domain activity of miR825-5p. Moreover, a comprehensive analysis of RNA and small RNA-seq datasets, as well as the use of diferent orthogonal approaches, unravelled a hitherto unknow connection between miR825-5p/phasi-NLR mediated regulation of NLRs and plant development. Further analysis also supports the notion that the action of this regulatory mechanism is restricted to control NLR expression in an organ specifc way, mainly operating in leaves of the model plant. At present, we are working to understand how the changes on miRNA/phasi-NLR levels during developmental stages modulate the strength of the immune response and the biological impact of this developmental-dependent regulation on plant health. In summary, our results point to a developmentally regulat
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- 2022
7. Pseudomonas syringae flagella displays phenotypic heterogeneity
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López-Pagán, Nieves, Sánchez-Romero, Maria Antonia, Rufián, José S., Govantes, Fernando, and Ruiz-Albert, Francisco Javier
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Pseudomonas syringae - Abstract
Pseudomonas syringae is a plant-pathogenic bacteria that infects a lot of plant with economic relevance. It is ubiquitous in nature colonizing a wide range of niches including water, soil and plant phyllosphere and rhizosphere. Its life cycle is related to the water cycle and when it reaches the plant can colonize the leaf surface and entry into the apoplast by esthomes or wounds present in the leaf. For all these processes motility is considered a very important trait. On the one hand, flagellar motility has been shown to confer epiphytic advantages to P. syringae, by the other hand, in the apoplast the flagellin, a very well described pathogen-associated molecular pattern (PAMP), can be recognized by PAMPs response receptors (PRRs) triggering PAMP triggering inmunity (PTI). Using single-cell techniques such as flow cytometry and confocal microscopy we have observed that flagella is expressed heterogenously when P. syringae is growing in the apoplast and it is cross-regulated with the type III secretion system (T3SS), an essential element to suprime the PTI response. We have previously described that the T3SS expression is also heterogeneous when P. syringae is growing in the apoplast (1). Both elements are virulence genes necessary for P. syringae and their expressions generate an impact in the bacterial fitness so, as in others animals pathogen, we consider this phenotypic heterogeneity a strategy for P. syringae plant adaptation. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.
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- 2022
8. Heterogeneidad fenotípica en el Sistema de Secreción tipo III de Pseudomonas syringae durante la interacción con la planta
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Rufián, Jose S, López-Pagán, Nieves, Mancera-Miranda, Laura, Ruiz-Albert, Francisco Javier, and Beuzon-Lopez, Carmen del Rosario
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Defensa ,Regulación génica ,Planta ,Patógeno ,Pseudomonas syringae - Abstract
La heterogeneidad fenotípica es un fenómeno que se ha descrito en poblaciones bacterianas de diversas especies. Un patrón de expresión génica heterogéneo puede llegar a volverse bimodal en ambientes homogéneos, proceso conocido como bistabilidad. El desarrollo de métodos de análisis de células individuales, como la microscopía confocal, la citometría o la microfluídica, ha llevado a la identificación de nuevos ejemplos de variación fenotípica y de biestabilidad. La relevancia de estos procesos se ha demostrado en patógenos humanos y de animales. No obstante, se conoce muy poco sobre la relevancia de este tipo de procesos en el proceso de adaptación a huéspedes no animales. P. syringae es una bacteria patógena de plantas con un amplio rango de hospedador, existiendo más de 50 patovares. La virulencia de Pseudomonas syringae dependiende del Sistema de Secreción Tipo III (T3SS) y de los efectores tipo III (T3E). Mediante fusiones transcripcionales a proteínas fluorescentes generadas en el genoma de P. syringae pv. phaseolicola, y el uso de microscopía de fluorescencia y citometría de flujo, nuestro laboratorio ha demostrado que la expresión del T3SS y de T3E es heterogénea en el interior de la planta y biestable en medio mínimo. En este trabajo presentamos los resultados obtenidos en nuestro análisis del impacto de la expresión heterogénea del T3SS para la adaptación a la planta, que incluyen la evaluación de la viabilidad de las variantes (T3SSON/T3SSOFF) en el apoplasto de la hoja, y de la dinámica de expresión en la población en diferentes escenarios de activación de defensa en la planta. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.
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- 2022
9. Metilasas y metilación en la regulación génica de Pseudomonas syringae
- Author
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Mancera-Miranda, Laura, López-Pagán, Nieves, Gutierrez del Pozo, Gabriel, Spröer, Cathrin, Bunk, Boyke, Sánchez-Romero, Maria Antonia, Ruiz-Albert, Francisco Javier, and Beuzon-Lopez, Carmen del Rosario
- Subjects
Regulación génica ,Metiltransferasas ,Planta ,Patógeno ,Epigenética - Abstract
La metilación del ADN llevada a cabo por metilasas no asociadas a enzimas de restricción, conocidas como metilasas huérfanas, es un mecanismo epigenético ampliamente extendido en bacterias y archeas. La especificidad de motivos y los patrones de metilación de las metilasas huérfanas sugieren su participación en la regulación génica y en la replicación del ADN [1]. En E. coli y en Salmonella, este mecanismo se ha asociado a la regulación del inicio de la replicación, la reparación de errores del ADN y la transcripción. En poblaciones clonales de dichas especies, la metilación del ADN también está implicada en la aparición de heterogeneidad fenotípica, con una fuerte implicación en virulencia [2]. Sin embargo, poco se sabe del papel de la metilación en Pseudomonas syringae. P. syringae es una importante bacteria fitopatógena, responsable de una gran variedad de enfermedades de plantas y con un alto impacto en la producción agrícola a nivel mundial. Esta bacteria también se usa frecuentemente como modelo para el estudio de las interacciones planta-patógeno [3]. Con el objetivo de descifrar la importancia de la metilación en P. syringae, nuestro grupo decidió abordar la caracterización de este mecanismo epigenético en dicho patógeno. Para ello, se han estudiado las metilasas identificadas en P. syringae y se ha establecido su metiloma. Con respecto al metiloma, hemos identificado diversos motivos de metilación. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.
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- 2022
10. Methylases and methylation in gene regulation in Pseudomonas syringae
- Author
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Mancera-Miranda, Laura, López-Pagán, Nieves, Ruiz-Albert, Francisco Javier, and Beuzon-Lopez, Carmen del Rosario
- Subjects
Pseudomonas syringae - Abstract
DNA methylation carried out by methyltransferases not associated with restriction enzymes, known as orphan methyltransferases, is an epigenetic mechanism widely spread in bacteria and archea. These orphan methylases show motif specificities and methylation patterns that support their function in gene regulation and DNA replication [1]. In E. coli and Salmonella, this mechanism has been related to the regulation of the initiation of replication, DNA mismatch repair and transcription. DNA methylation is also involved in generating phenotypic heterogeneity within clonal populations in these species, with strong implications for virulence [2]. However, little is known about the role of methylation in Pseudomonas syringae. P. syringae is a relevant phytopathogenic bacteria, responsible for a great variety of plant diseases and with a huge impact in crop production worlwide. This bacteria is also used as a model for the study of plant-pathogen interactions [3]. In order to unveil the importance of methylation in P. syringae, we decided to address the characterization of this epigenetic process in this pathogenic bacteria. For that, we have studied the methylases identified in P. syringae, and established its methylome. Regarding the methylome, we have identified several methylation motifs. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.
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- 2022
11. miR825-5p targets the TIR-NBS-LRR geneMIST1and down-regulates basal immunity againstPseudomonas syringaein Arabidopsis
- Author
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López-Márquez, Diego, primary, Del-Espino, Ángel, additional, López-Pagán, Nieves, additional, Rodríguez-Negrete, Edgar A, additional, Rubio-Somoza, Ignacio, additional, Ruiz-Albert, Javier, additional, Bejarano, Eduardo R, additional, and Beuzón, Carmen R, additional
- Published
- 2021
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12. miR825-5p targets the TIR-NBS-LRR gene MIST1 and down-regulates basal immunity against Pseudomonas syringae in Arabidopsis
- Author
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Ministerio de Economía y Competitividad (España), Agencia Estatal de Investigación (España), Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (España), Junta de Andalucía, European Commission, Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (España), Universidad de Málaga, European Research Council, Generalitat de Catalunya, López-Márquez, Diego, Del-Espino, Ángel, López-Pagán, Nieves, Rodríguez-Negrete, Edgar A., Rubio-Somoza, Ignacio, Ruiz-Albert, Javier, Bejarano, Eduardo R., Beuzón, Carmen R., Ministerio de Economía y Competitividad (España), Agencia Estatal de Investigación (España), Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (España), Junta de Andalucía, European Commission, Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (España), Universidad de Málaga, European Research Council, Generalitat de Catalunya, López-Márquez, Diego, Del-Espino, Ángel, López-Pagán, Nieves, Rodríguez-Negrete, Edgar A., Rubio-Somoza, Ignacio, Ruiz-Albert, Javier, Bejarano, Eduardo R., and Beuzón, Carmen R.
- Abstract
Plants encode numerous intracellular receptors known as nucleotide-binding leucine-rich repeat receptors (NLRs) that recognize pathogen-derived effectors or their activity to activate defenses. miRNAs regulate NLR genes in many species, often triggering the production of phased siRNAs (phasiRNAs). Most such examples involve genes encoding NLRs carrying coiled-coil domains, although a few include genes encoding NLRs carrying a Toll/interleukin-1 domain (TNL). Here, we characterize the role of miR825-5p in Arabidopsis, using a combination of bioinformatics, transgenic plants with altered miRNA levels and/or reporters, small RNAs, and virulence assays. We demonstrate that miR825-5p down-regulates the TNL MIST1 by targeting for endonucleolytic cleavage the sequence coding for TIR2, a highly conserved amino acid motif, linked to a catalytic residue essential for immune function. miR825-5p acts as a negative regulator of basal resistance against Pseudomonas syringae. miR825-5p triggers the production from MIST1 of a large number of phasiRNAs that can mediate cleavage of both MIST1 and additional TNL gene transcripts, potentially acting as a regulatory hub. miR825-5p is expressed in unchallenged leaves and transcriptionally down-regulated in response to pathogen-associated molecular patterns (PAMPs). Our results show that miR825-5p, which is required for full expression of PAMP-triggered immunity, establishes a link between PAMP perception and expression of uncharacterized TNL genes.
- Published
- 2021
13. Salmonella Heterogeneously Expresses Flagellin during Colonization of Plants
- Author
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Zarkani, Azhar A., primary, López-Pagán, Nieves, additional, Grimm, Maja, additional, Sánchez-Romero, María Antonia, additional, Ruiz-Albert, Javier, additional, Beuzón, Carmen R., additional, and Schikora, Adam, additional
- Published
- 2020
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14. MiRNA and phasiRNAs-mediated regulation of TIR-NBS-LRR defense genes inArabidopsis thaliana
- Author
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López-Márquez, Diego, primary, Del-Espino, Ángel, additional, López-Pagán, Nieves, additional, Rodríguez-Negrete, Edgar A., additional, Rubio-Somoza, Ignacio, additional, Ruiz-Albert, Javier, additional, Bejarano, Eduardo R., additional, and Beuzón, Carmen R., additional
- Published
- 2020
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15. Salmonella Heterogeneously Expresses Flagellin During Colonization of Plants
- Author
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Universidad de Sevilla. Departamento de Genética, Universidad de Sevilla. Departamento de Microbiología y Parasitología, Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (MICINN). España, Zarkani, Azhar A., López Pagán, Nieves, Grimm, Maja, Sánchez Romero, María Antonia, Ruiz Albert, Javier, Beuzón López, Carmen del Rosario, Schikora, Adam, Universidad de Sevilla. Departamento de Genética, Universidad de Sevilla. Departamento de Microbiología y Parasitología, Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (MICINN). España, Zarkani, Azhar A., López Pagán, Nieves, Grimm, Maja, Sánchez Romero, María Antonia, Ruiz Albert, Javier, Beuzón López, Carmen del Rosario, and Schikora, Adam
- Abstract
Minimally processed or fresh fruits and vegetables are unfortunately linked to an increasing number of food-borne diseases, such as salmonellosis. One of the relevant virulence factors during the initial phases of the infection process is the bacterial flagellum. Although its function is well studied in animal systems, contradictory results have been published regarding its role during plant colonization. In this study, we tested the hypothesis that Salmonella's flagellin plays a versatile function during the colonization of tomato plants. We have assessed the persistence in plant tissues of a Salmonella enterica wild type strain, and of a strain lacking the two flagellins, FljB and FliC. We detected no differences between these strains concerning their respective abilities to reach distal, non-inoculated parts of the plant. Analysis of flagellin expression inside the plant, at both the population and single cell levels, shows that the majority of bacteria down-regulate flagellin production, however, a small fraction of the population continues to express flagellin at a very high level inside the plant. This heterogeneous expression of flagellin might be an adaptive strategy to the plant environment. In summary, our study provides new insights on Salmonella adaption to the plant environment through the regulation of flagellin expression.
- Published
- 2020
16. Salmonella heterogeneously expresses flagellin during colonization of plants
- Author
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Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (España), Junta de Andalucía, Ruiz-Albert, Javier [0000-0003-4110-1206], Beuzón, Carmen R.[0000-0002-6888-3845], Zarkani, AA, López-Pagán, Nieves, Grimm, M, Sánchez-Romero, María A., Ruiz-Albert, Javier, Beuzón, Carmen R., Schikora, A, Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (España), Junta de Andalucía, Ruiz-Albert, Javier [0000-0003-4110-1206], Beuzón, Carmen R.[0000-0002-6888-3845], Zarkani, AA, López-Pagán, Nieves, Grimm, M, Sánchez-Romero, María A., Ruiz-Albert, Javier, Beuzón, Carmen R., and Schikora, A
- Abstract
Minimally processed or fresh fruits and vegetables are unfortunately linked to an increasing number of food-borne diseases, such as salmonellosis. One of the relevant virulence factors during the initial phases of the infection process is the bacterial flagellum. Although its function is well studied in animal systems, contradictory results have been published regarding its role during plant colonization. In this study, we tested the hypothesis that Salmonella’s flagellin plays a versatile function during the colonization of tomato plants. We have assessed the persistence in plant tissues of a Salmonella enterica wild type strain, and of a strain lacking the two flagellins, FljB and FliC.
- Published
- 2020
17. miR825-5p targets the TIR-NBS-LRR gene MIST1 and down-regulates basal immunity against Pseudomonas syringae in Arabidopsis.
- Author
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López-Márquez, Diego, Del-Espino, Ángel, López-Pagán, Nieves, Rodríguez-Negrete, Edgar A, Rubio-Somoza, Ignacio, Ruiz-Albert, Javier, Bejarano, Eduardo R, and Beuzón, Carmen R
- Subjects
PSEUDOMONAS syringae ,GENE targeting ,ARABIDOPSIS ,NON-coding RNA ,MICRORNA ,TRANSGENIC plants - Abstract
Plants encode numerous intracellular receptors known as nucleotide-binding leucine-rich repeat receptors (NLRs) that recognize pathogen-derived effectors or their activity to activate defenses. miRNAs regulate NLR genes in many species, often triggering the production of phased siRNAs (phasiRNAs). Most such examples involve genes encoding NLRs carrying coiled-coil domains, although a few include genes encoding NLRs carrying a Toll/interleukin-1 domain (TNL). Here, we characterize the role of miR825-5p in Arabidopsis, using a combination of bioinformatics, transgenic plants with altered miRNA levels and/or reporters, small RNAs, and virulence assays. We demonstrate that miR825-5p down-regulates the TNL MIST1 by targeting for endonucleolytic cleavage the sequence coding for TIR2, a highly conserved amino acid motif, linked to a catalytic residue essential for immune function. miR825-5p acts as a negative regulator of basal resistance against Pseudomonas syringae. miR825-5p triggers the production from MIST1 of a large number of phasiRNAs that can mediate cleavage of both MIST1 and additional TNL gene transcripts, potentially acting as a regulatory hub. miR825-5p is expressed in unchallenged leaves and transcriptionally down-regulated in response to pathogen-associated molecular patterns (PAMPs). Our results show that miR825-5p, which is required for full expression of PAMP-triggered immunity, establishes a link between PAMP perception and expression of uncharacterized TNL genes. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
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- 2021
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18. Caracterización de la hipotética proteína de defensa codificada por el gen At5G38850 en Arabidopsis thaliana
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López-Márquez, Diego, Del Espino Pérez, Ángel, López-Pagán, Nieves, Ruiz-Albert, Francisco Javier, Rodriguez-Bejarano, Eduardo, and Beuzon-Lopez, Carmen del Rosario
- Subjects
Fitopatología vegetal - Abstract
La defensa PTI (Pattern triggered immunity) en plantas evita la infección por parte de un gran número de patógenos. P. syringae suprime la PTI mediante proteínas (efectores) introducidas en el interior de la célula vegetal por un sistema de secreción tipo III. La ETI (Effector triggered immunity), detecta la actividad de los efectores, mediante receptores intracelulares denominados proteínas “R”. En plantas, los pequeños RNAs participan en regulación de la expresión mediante silenciamiento génico. Existen dos tipos de pequeños RNAs en silenciamiento génico: pequeños RNAs interferentes (siRNAs) y microRNAs (miRNAs). Los miRNAs son RNAs no codificantes de cadena sencilla que reducir la expresión de transcritos mediante la unión al complejo RISC (RNA-induced silencing complex) por un mecanismo dependiente de secuencia. Este mecanismo regula las respuestas de defensa frente a muchos patógenos. Nosotros trabajamos con miR825* de A. thaliana que presenta como dianas genes “R” aún por caracterizar. MiR825* regula la expresión de estos genes R y desencadena la generación de pequeños RNAs en fase (phasiRNAs) a partir de una de estas dianas. La activación de PTI determina una bajada en los niveles de miRNA825* , activándo así la expresión de estos genes R. Plantas con niveles alterados de miRNA825* muestran una PTI alterada. Hemos seleccionado una de las dianas reguladas por este miRNA, el gen AT5G38850, y hemos mostrado mediante fusiones a GFP y. microscopia confocal, que se localiza tanto en el núcleo como en el citoplasma. También hemos caracterizado el patrón de expresión del gen y del miRNA, demostrando que este último regula los niveles del primero en diferentes tejidos. La expresión inducible de la proteína en los fondos Col-0 (silvestre) y DCL234 (mutante afectado en la biogénesis de siRNAs) lleva a su acumulación solo en el fondo mutante , sugierendo un mecanismo de autorregulación mediado por phasiRNAs. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.
- Published
- 2019
19. Expresión heterogénea y colonización de la planta en Pseudomonas syringae
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López-Pagán, Nieves, Sánchez-Romero, María-Antonia, Rufián, José S., Aussel, Laurent, Casadesús, Josep, Ruiz-Albert, Francisco Javier, and Beuzon-Lopez, Carmen del Rosario
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Microbiología ,Plantas - Abstract
La heterogeneidad fenotípica se ha descrito en poblaciones clonales durante décadas. La heterogeneidad o ruido en la expresión génica puede dar lugar a un patrón de expresión bimodal. Este proceso donde la población se divide en una subpoblación ON y una subpoblación OFF para la expresión de un determinado gen es conocido como biestabilidad. La relevancia de este proceso se ha demostrado en patógenos de animales durante la persistencia a antibióticos. Un fenómeno similar se ha observado en proteínas asociadas a virulencia. En P. syringae, una bacteria fitopatógena Gram negativa, hemos observado que genes importantes para su virulencia muestran expresión heterogénea durante la colonización de la planta. Para analizar la expresión a nivel de célula individual se han generado fusiones transcripcionales en el cromosoma de Ps. syringae pv. phaseolicola a genes codificantes de proteínas fluorescentes. Los genes seleccionados codifican diferentes elementos del sistema de secreción tipo III (T3SS) y la flagelina. Su análisis ha usado técnicas de microscopía confocal y de citometría. La expresión de genes del T3SS y del flagelo es heterogénea en los espacios intercelulares de la hoja huésped. En medio de inducción en el laboratorio, los genes del T3SS, pero no del flagelo, muestran expresión biestable que requiere división celular activa. Resultados previos de nuestro laboratorio indican un cierto grado de contra-regulación entre la expresión del T3SS y la motilidad flagelar. Mediante análisis de expresión de estos genes a nivel de célula individual, hemos confirmado que esta contra-regulación existe, pero no es todo o nada pudiéndose observar subpoblaciones que además de expresar uno u otro sistema, expresan ambos o ninguna. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.
- Published
- 2019
20. R gene regulation mediated by miRNA/phasiRNA during plant defense response against P. syringae
- Author
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López-Márquez, Diego, Del Espino Pérez, Ángel, López-Pagán, Nieves, Rodríguez-Negrete, Edgar A., Ruiz-Albert, Francisco Javier, Rubio-Somoza, Ignacio, Rodriguez-Bejarano, Eduardo, and Beuzon-Lopez, Carmen del Rosario
- Subjects
fungi ,food and beverages - Abstract
In plants, two main types of noncoding small RNA molecules have been found: microRNAs (miRNAs) and small interfering RNAs (siRNAs), differing these in their biogenesis and mode of action, but sharing similar sizes (20-24 nt). In plants, their mature forms are products of the activity of DCL proteins and can act as negative regulators of gene expression. In recent years, the role of miRNAs in regulation of gene expression in plant responses against bacterial pathogens is becoming clearer. Comparisons carried out in our lab between expression profiles of different Arabidopsis thaliana mutants affected in gene silencing, and plants challenged with Pseudomonas syringae pathovar tomato DC3000, led us to identify a set of uncharacterized R genes, belonging to the TIR-NBS-LRR gene family, as differentially expressed in these conditions. By bioinformatics tools, we found a miRNA* of 22 nt putatively responsible for down-regulating expression of these R genes. We have also found that the corresponding pri-miRNA is down-regulated after PAMP-perception. We demonstrate that plants with altered levels of this miRNA* (knockdown lines or overexpression lines) exhibit altered PTI-associated phenotypes, suggesting a role for this miRNA* in this defence response against bacteria. We have characterized the expression pattern of both primiRNA and its best target R genes. Finally, we identify phasiRNAs that arise from the transcript of this R gen in a miRNA*-RDR6-DCL4-dependent manner Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.
- Published
- 2019
21. Phenotypic heterogeneity during plant colonization
- Author
-
López-Pagán, Nieves, Sánchez-Romero, María Antonia, Rufián, José S., Aussel, Laurent, Govantes, Fernando, Schikora, Adam, Ruiz-Albert, Francisco Javier, and Beuzon-Lopez, Carmen del Rosario
- Subjects
fungi ,food and beverages - Abstract
Isogenic bacterial populations can display phenotypic differences. Cell-to-cell phenotypic differences can be a consequence of noisy gene expression, or a programmed event under genetic or epigenetic control. Bistability occurs when populations splits into subpopulations showing distinct phenotypes. This heterogeneity can allow individuals to survive environmental changes or can lead to cooperation between individuals. This is highly relevant for some animal pathogens, but little is known about it for plant colonizing bacteria. We have reported that T3SS expression in Pseudomonas syringae is bistable in hrp-induction medium and displays phenotypic heterogeneity during plant colonization. This bistability generates two subpopulations that show differences in virulence. Flagella is also an important virulence determinant for Pseudomonas syringae colonization that displays a degree of counter-regulation with the T3SS. Salmonella enterica serovar typhimurium SPI-1 T3SS is also expressed bistably and counter-regulates with flagella. SPI-1 bistable expression is a important asset during mouse infection as it leads to cooperative virulence. But although S. enterica colonize plants as alternative hosts and requires SPI-1 to do so efficiently, little is know about the expression of this system during plant colonization We present our newest findings regarding phenotypic heterogeneity of virulence relevant traits of P. syringae and S. enterica during plant colonization. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.
- Published
- 2019
22. Heterogeneidad de la expresión del T3SS y del flagelo en Pseudomonas syringae
- Author
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López-Pagán, Nieves, Rufián, José S., López-Márquez, Diego, Aussel, Laurent, Beuzon-Lopez, Carmen del Rosario, and Ruiz-Albert, Francisco Javier
- Subjects
Bacterias ,Microbiología - Abstract
La heterogeneidad o variación fenotípica en bacterias es un fenómeno descrito en poblaciones clonales desde hace décadas. Puede estar determinada por mecanismos epigenéticos, y dar lugar a linajes bacterianos con perfiles de expresión génica diferentes. Bajo el control de ciertos circuitos regulatorios, la heterogeneidad en la expresión génica puede dar lugar a un perfil de expresión bimodal en ambientes homogéneos, proceso conocido como biestabilidad. La relevancia de este proceso se ha demostrado en Salmonella entérica y en otros patógenos humanos durante el establecimiento de la resistencia a antibióticos, y se ha observado la implicación de este proceso en la expresión de genes de virulencia. Pseudomonas syringae es una bacteria fitopatógena cuya virulencia depende del Sistema de Secreción Tipo III (T3SS). Nuestro equipo ha descrito que genes de diferentes elementos del T3SS en P. syringae pv. phaseolicola muestran biestabilidad en condiciones de inducción en el laboratorio. Además, las subpoblaciones bacterianas separadas según niveles de expresión muestran diferencias en virulencia, y dicha expresión es marcadamente heterogénea durante la colonización de los tejidos de la planta. Por otro lado, el flagelo es otro elemento importante tanto en el estilo de vida de P. syringae como en su interacción con el huésped, donde dispara inmunidad basal. Hemos observado que fliC el gen que codifica para la flagelina presenta expresión heterogénea, en este caso tanto en cultivos de laboratorio, como durante la proliferación en los espacios intercelulares de la hoja huésped. Dado que resultados previos de nuestro y otros laboratorios indican la existencia de un cierto grado de contra-regulación entre el flagelo y el T3SS, se pretende profundizar en la relación entre la motilidad flagelar y la regulación de la expresión génica del T3SS, así como en el impacto potencial que la expresión biestable del T3SS puede tener sobre la motilidad.
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- 2018
23. Expresión heterogénea de genes relevantes para la virulencia de Pseudomonas syringae
- Author
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López-Pagán, Nieves, Beuzon-Lopez, Carmen del Rosario, López-Márquez, Diego, Rufián, José S., Ruiz-Albert, Francisco Javier, and Aussel, Laurent
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Pseudomonas - Abstract
La heterogeneidad o variación fenotípica ha sido descrita en poblaciones clonales microbianas desde hace décadas. Bajo el control de ciertos circuitos regulatorios, la heterogeneidad en la expresión génica puede dar lugar a un perfil de expresión bimodal en ambientes homogéneos, proceso conocido como biestabilidad. La relevancia de este proceso se ha demostrado en Salmonella entérica y en otros patógenos humanos durante el establecimiento de la resistencia a antibióticos, y se ha observado la implicación de este proceso en la expresión de genes de virulencia. Pseudomonas syringae es una bacteria fitopatógena de gran importancia económica que requiere del Sistema de Secreción Tipo III (T3SS) para suprimir las respuestas de defensa de la planta. Nuestro equipo ha descrito que genes de diferentes elementos del T3SS muestran biestabilidad en su expresión en condiciones de inducción en el laboratorio, asociada a diferencias fenotípicas en virulencia, y que dicha expresión es marcadamente heterogénea durante la colonización de la planta. Por otro lado, el flagelo es otro elemento importante tanto en el estilo de vida de P. syringae como en su interacción con el huésped, donde dispara inmunidad basal, que asimismo presenta expresión heterogénea, tanto en cultivos, como durante la proliferación en los espacios intercelulares de la hoja huésped. Dado que resultados previos de nuestro y otros laboratorios indican la existencia de un cierto grado de contra-regulación entre el flagelo y el T3SS, este trabajo pretende profundizar en la relación entre la motilidad flagelar y la regulación de la expresión génica del T3SS, así como en el impacto potencial que la expresión biestable del T3SS puede tener sobre la motilidad a nivel de una sola célula. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.
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- 2018
24. miRNA/phasiRNA mediated regulation of plant defense response against P. syringae
- Author
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López-Márquez, Diego, Del Espino Pérez, Ángel, López-Pagán, Nieves, Rodríguez-Negrete, Edgar A., Zumaquero, Adela, Ruiz-Albert, Francisco Javier, Rubio-Somoza, Ignacio, and Rodriguez-Bejarano, Eduardo
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Biología molecular vegetal ,fungi - Abstract
Gene silencing is a mechanism of regulation of gene expression where the small RNAs (sRNAs) are key components for giving specificity to the system. In plants, two main types of noncoding small RNA molecules have been found: microRNAs (miRNAs) and small interfering RNAs (siRNAs). DCL proteins acting on large RNA precursors produce the mature forms of sRNAs (20-24nt) that can act as negative regulators of gene expression. In recent years, the role of miRNAs in regulation of gene expression in plant responses against bacterial pathogens is becoming clearer. Comparisons carried out in our lab between expression profiles of different Arabidopsis thaliana mutants affected in gene silencing, and plants challenged with Pseudomonas syringae pathovar tomato DC3000, led us to identify a set of uncharacterized R genes, belonging to the TIR-NBS-LRR gene family, as differentially expressed in these conditions. Through the use of bioinformatics tools, we found a miRNA* of 22 nt putatively responsible for down-regulating expression of these R genes. We have validated this regulation, and have also established that the corresponding pri-miRNA is down-regulated upon PAMPs or bacteria perception. Using GUS reporters, we have characterized the expression pattern of both pri-miRNA and its best target R genes. We demonstrate that plants with altered levels of miRNA* (knockdown or overexpression lines) exhibit altered PTI-associated phenotypes, supporting a role for this miRNA* in the defence response against this bacterial pathogen. Finally, we identify phasiRNAs that arise from the transcript of one of the R target genes in a miRNA*-RDR6-DCL4-dependent manner. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.
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- 2018
25. Regulación de genes de resistencia de la familia TIR-NBS-LRR mediada por miRNA/phasiRNA durante la interacción con P. syringae
- Author
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Rodríguez-Negrete, Edgar A., Zumaquero, A., Ruiz-Albert, Javier, Rubio-Somoza, Ignacio, Bejarano, Eduardo R., Beuzón, Carmen R., López-Márquez, Diego, López-Pagán, Nieves, and Del Espino Pérez, Ángel
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Plantas transgénicas - Abstract
Durante un estrés biótico, las plantas modulan la expresión de una batería de genes involucrados en la respuesta de defensa, proceso donde recientemente se ha determinado el papel esencial que desempeña el silenciamiento génico. El silenciamiento génico es un mecanismo de regulación de la expresión génica, donde destacan como principales moléculas efectoras los pequeños RNAs (sRNAs). En plantas, estos sRNAs, son clasificados en pequeños RNAs interferentes (siRNAs) o microRNAs (miRNAs), presentando tamaños similares (20-24 nt) pero difiriendo en su biogénesis y modo de acción. Los miRNAs son pequeños RNAs de cadena sencilla que actúan regulando negativamente la expresión de genes, mediante su unión al complejo RISC (Rna Induced Silencing Complex) y en una forma dependiente de secuencia. En nuestro laboratorio, mediante el análisis de datos transcriptómicos, y el uso de herramientas bioinformáticas, identificamos un miRNA* de 22 nt como potencial regulador de la expresión de genes de resistencia (“R”) del tipo TIR-NBS-LRR. Posteriormente hemos validado dicha regulación y caracterizado los patrones de expresión tanto del Pri-miRNA como de un gen “R” regulado por este, en diferentes tejidos y estadios del desarrollo, así como durante la interacción con P. syringae. Por otro lado, hemos generado plantas transgénicas que presentan niveles alterados del miRNA* (incremento y reducción) y hemos observado que muestran fenotipos alterados de PTI y una mayor/menor colonización de P. syringae. Finalmente hemos identificado la producción de sRNAs (phasiRNAs) a partir del gen de resistencia, en una forma dependiente de miRNA*-RDR6-DCL4, pudiendo estos sRNAs secundarios regular otros transcritos de la misma familia de genes de resistencia. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.
- Published
- 2018
26. Expresión heterogénea de genes relevantes para la virulencia dude Pseudomonas syringae
- Author
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López-Pagán, Nieves, Rufián, José S., López-Márquez, Diego, Ruiz-Albert, Javier, and Beuzon-Lopez, Carmen del Rosario
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Bacterias - Abstract
Poblaciones bacterianas genéticamente idénticas pueden mostrar variedad fenotípica en ocasiones. Esta variación puede darse en respuesta a estímulos ambientales, o ser estocástica y producirse en condiciones homogéneas. La heterogeneidad fenotípica puede llegar a dar lugar a la formación de subpoblaciones fenotípicamente diferentes cuando los genes implicados están bajo el control de un cierto tipo de circuitos regulatorios. Este proceso es conocido como biestabilidad. En los últimos años se ha descrito un número creciente de genes importantes para la virulencia, la persistencia crónica, o la resistencia que presentan expresión heterogénea y/o biestable en patógenos humanos. Recientemente, describimos el primer ejemplo de biestabilidad en genes de virulencia en un patógeno de plantas, Pseudomonas syringae, la bacteria fitopatógena de mayor relevancia académica e importante impacto económico. Mediante fusiones transcripcionales cromosómicas a genes codificantes de proteínas fluorescentes, microscopía confocal y la citometría de flujo mostramos que la expresión de genes que codifican diferentes elementos del sistema de secreción tipo 111 (por sus siglas en inglés T3SS) es heterogénea en el apoplasto de la planta y biestable en condiciones homogéneas de inducción en el laboratorio, identificamos el regulador transcripcional HrpL y el circuito de regulación establecido por HrpG/ Hrp V como esenciales para el establecimiento de biestabilidad, y demostramos que la misma determina cambios en virulencia. Resultados previamente publicados por nuestro laboratorio mostraban un efecto represor de HrpL en la motilidad de P. syringae lo que nos ha llevado a analizar la expresión del genfliC que codifica la flagelina, principal componente del flagelo, así como su respuesta a diferentes proteínas reguladoras. Presentamos aquí los resultados y conclusiones de dicho análisis. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.
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- 2017
27. PAMP-Triggered immunity against Pseudomonas syringae involves microRNA-mediated regulation of several uncharacterized R genes
- Author
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López-Márque, Diego, Rodríguez-Negrete, Edgar, López-Pagán, Nieves, Zumaquero, Adela, Bejarano, Eduardo R., and Beuzon-Lopez, Carmen del Rosario
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Virulencia ,Defensa ,Acido ribonucleico ,Bacterias patógenas ,Patógenos ,Resistencia ,Silenciamiento génico ,fungi ,food and beverages ,Bacterias ,Plantas - Abstract
Two main types of noncoding small RNA molecules have been found in plants: microRNAs (miRNAs) and small interfering RNAs (siRNAs). They differ in their biogenesis and mode of action, but share similar sizes (20-24 nt). Their precursors are processed by Dicer-Like RNase III (dcl) proteins present in Arabidopsis thaliana, and in their mature form can act as negative regulators of gene expression, being involved in a vast array of plant processes, including plant development, genomic integrity or response to stress. Small-RNA mediated regulation can occurs at transcriptional level (TGS) or at post-transcriptional level (PTGS). In recent years, the role of gene silencing in the regulation of expression of genes related to plant defence responses against bacterial pathogens is becoming clearer. Comparisons carried out in our lab between the expression profiles of different mutants affected in gene silencing, and plants challenged with Pseudomonas syringae pathovar tomato DC3000, led us to identify a set of uncharacterized R genes, belonging to the TIR-NBS-LRR gene family, differentially expressed in these conditions. Through the use of bioinformatics tools, we found a miRNA* of 22 nt putatively responsible for down-regulating expression of these R genes through the generation of siRNAs. We have also found that the corresponding pri-miRNA is down-regulated after PAMP-perception in a SA-dependent manner. We also demonstrate that plants with altered levels of miRNA* (knockdown lines or overexpression lines) exhibit altered PTI-associated phenotypes, suggesting a role for this miRNA* in this defence response against bacteria. In addition we identify one of the target genes as a negative regulator of defence response against Pseudomonas syringae. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech. MINECO, FEDER
- Published
- 2016
28. Papel del silenciamiento genético en la regulación de genes R durante la interacción con Pseudomonas syringae
- Author
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López-Márquez, Diego, Rodríguez-Negrete, Edgar A., López-Pagán, Nieves, Zumaquero, Adela, Bejarano, Eduardo R., and Beuzon-Lopez, Carmen del Rosario
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Genetica - Abstract
El silenciamiento génico es un mecanismo de regulación de la expresión génica mediado por pequeños RNAs. En plantas, los precursores de estos pequeños RNAs, son procesados por proteinas Dicer-Like (RNAse III). Existen dos tipos principales de pequeños RNAs involucrados en silenciamiento génico: Los pequeños RNAs interferentes (siRNAs) y los microRNAs (miRNAs), difiriendo estos en su biogénesis y modo de acción pero compartiendo tamaños similares (20-24 nt). Esta regulación mediada por pequeños RNAs puede ocurrir tanto a nivel transcripcional (TGS) como post-transcripcional(PTGS). Durante el proceso de infección, las plantas modulan la expresión de una variedad de genes implicados en la respuesta de defensa, donde recientemente se ha demostrado que los pequeños RNAs desempeñan un papel fundamental. El análisis de los perfiles de expresión de diferentes mutantes afectados en la biogénesis de pequeños RNAs y plantas infectadas con Pseudomonas syringae pathovar tomato DC3000, nos ha permitido identificar una serie de genes “R” no caracterizados (TIR-NBS-LRR) expresados diferencialmente en ambas condiciones. Con el uso de diferentes herramientas bioinformáticas, identificamos un miRNA* de 22 nt como potencial regulador de la expresión de dichos genes “R” a través de la generación de siRNAs. Hemos demostrado que la expresión del precursor de dicho miRNA* (pri-miRNA) es reprimida durante la infección tras la detección de Patrones Moleculares Asociados a Patogenos (PAMPs) y de una forma dependiente del Ácido Salicílico (SA). Además hemos observado que plantas con niveles alterados de dicho miRNA* muestran fenotipos alterados de PTI, lo cual sugiere un papel del miRNA* en este mecanismo de defensa frente a la bacteria. Finalmente hemos identificado uno de los genes diana de este miRNA como un regulador negativo de a respuesta de defensa frente a Pseudomonas syringae. Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech.
- Published
- 2016
29. Generating Chromosome-Located Transcriptional Fusions to Fluorescent Proteins for Single-Cell Gene Expression Analysis in Pseudomonas syringae.
- Author
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Rufián JS, López-Márquez D, López-Pagán N, Grant M, Ruiz-Albert J, and Beuzón CR
- Subjects
- Alleles, Cloning, Molecular, Flow Cytometry, Microscopy, Fluorescence, Plasmids genetics, Pseudomonas syringae metabolism, Chromosomes, Bacterial, Gene Expression Regulation, Bacterial, Genes, Reporter, Pseudomonas syringae genetics, Recombinant Fusion Proteins genetics, Single-Cell Analysis methods
- Abstract
The last decade has seen significant effort directed toward the role of phenotypic heterogeneity in bacterial adaptation. Phenotypic heterogeneity usually refers to phenotypic diversity that takes place through nongenetic means, independently of environmental induced variation. Recent findings are changing how microbiologists analyze bacterial behavior, with a shift from traditional assays averaging large populations to single-cell analysis focusing on bacterial individual behavior. Fluorescence-based methods are often used to analyze single-cell gene expression by flow cytometry, fluorescence microscopy and/or microfluidics. Moreover, fluorescence reporters can also be used to establish where and when are the genes of interest expressed. In this chapter, we use the model bacterial plant pathogen Pseudomonas syringae to illustrate a method to generate chromosome-located transcriptional gene fusions to fluorescent reporter genes, without affecting the function of the gene of interest.
- Published
- 2018
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