SlimVar para el seguimiento rápido in vivo de una sola molécula de reguladores de la cromatina en las plantas

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• Ciencias de las plantas
• Tecnología de microscopía

Sus antecedentes:

• La regulación epigenética es crucial para la división celular en los organismos superiores.
• Visualizar moléculas dinámicas dentro de los tejidos es un desafío.
• Las técnicas de imagen existente tienen limitaciones en profundidad y resolución para los estudios con células vivas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar una nueva técnica de microscopía para imágenes de tejidos profundos de dinámica molecular.
• Visualizar y cuantificar los conjuntos de cromatina-proteína implicados en el silenciamiento de genes epigenéticos in vivo.
• Investigar el papel de proteínas específicas en la formación de la memoria epigenética en respuesta a las señales ambientales.

Principales métodos:

• Se desarrolló la microscopía Slimfield de ángulo variable (SlimVar), que combina el foto blanqueamiento rápido con la microscopía de campo amplio modificada.
• SlimVar permite el seguimiento de reporteros fluorescentes únicos de hasta 30 μm de profundidad en las puntas de la raíz de Arabidopsis thaliana.
• Se emplearon algoritmos de post-procesamiento para mitigar las aberraciones ópticas y mejorar la detección de la señal.

Principales resultados:

• SlimVar visualizó con éxito ensamblajes dinámicos de cromatina-proteína en núcleos de plantas con resolución molecular.
• Las proteínas VERNALISATION INSENSITIVE3 (VIN3) y VERNALISATION 5 (VRN5) inducidas por el frío forman conjuntos dinámicos durante el silenciamiento del gen FLOWERING LOCUS C (FLC).
• El tamaño del ensamblaje y el recuento de moléculas aumentaron significativamente con la exposición al frío, con ensamblajes VRN5 más grandes localizados en el locus FLC.

Conclusiones:

• El estudio presenta SlimVar, una poderosa herramienta para imágenes moleculares in vivo en tejidos vegetales profundos.
• Los hallazgos apoyan un modelo híbrido de memoria epigenética que involucra ensamblajes dinámicos de proteínas.
• SlimVar proporciona información molecular sobre la función de las proteínas fisiológicamente relevantes en la regulación epigenética.