Dr. Felipe Cruz

Lab. 104. Conjunto E, Depto de Bioquímica.
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Lic. Biología, UNAM M en C. Fisiol. Veg. Col. de de Postgraduados
Doctorado Bioquímica, UNAM Posdoctorado Biología Molecular
Universidad de Missouri. E.U
Profesor Titular ASNI: II

Nuestro grupo estudia uno de los mecanismos genéticos que promueven la diversidad genética en las plantas, en particular, investigamos las interacciones polen-pistilo que participan en la identificación y el rechazo del polen propio (Incompatibilidad sexual).
Los modelos de estudio son algunas especies de Nicotiana. En este género las especies autoincompatibles (AI) reconocen y rechazan el polen propio, mediante un control genético de tipo gametofítico, dependiente del locus S, el cual es multialélico y alberga dos genes fuertemente ligados.
   
Uno de ellos es específico del polen y codifica la determinante masculina, cuyo producto se conoce como SLF.  El otro gen codifica la determinante femenina, la S-RNasa. Esta ribonucleasa se sintetiza solo en las células del tejido de transmisión del estilo (TTE), y es secretada a la matriz extracelular (ME). Cuando los tubos polínicos (TP) crecen por la ME del TTE, incorporan a las S-RNasas por endocitosis de manera independiente a su haplotipo. En el TP las S-RNasas permanecen en una vacuola si la cruza es compatible, pero si no, éstas son liberadas a su citoplasma donde actuarán como agentes citotóxicos degradando el RNA.  Además de las determinantes de especificidad, la vía del rechazo del polen esta integrada por proteínas no codificadas en el locus S.
Estas proteínas pueden ser especificas de estilo o del polen.
 
En nuestro grupo estamos interesados en la identificación de estos genes modificadores y de como sus productos integran la vía bioquímica del rechazo del polen. Utilizando estrategias genéticas, bioquímicas y de biología molecular identificamos una tiorredoxina h (NaTrxh), cuyo mensaje se acumula en mucho menor cantidad en especies autocompatibles (AC) como N. plumbaginifolia en comparación con una SI como N. alata. Además, NaTrxh colocaliza con la S-RNasa en la ME del TTE y, es capaz de reducir in vitro de manera específica a la S-RNasa. El trabajo en esta área está encaminado a evaluar la función de NaTrxh en la SI mediante su silenciamiento por la técnica de miRNA en N. alata AI . Por otra parte, dado que NaTrxh tiene localización extracelular, estamos estudiando su vía de secreción, ya que al parecer esta proteína  carece de un péptido señal ortodoxo.
Otro de los genes que estudiamos es NaStEP. Este gen tiene un alto potencial de participar en el rechazo del polen, ya que tiene un expresión específica del estigma y de  especies incompatibles de Nicotiana. La proteína NaStEP se almacena en las vacuolas de las células del estigma, pero una vez ocurrida la polinización su presencia en el exudado estigmático se incrementa. La investigación en esta parte está encaminadaa a  evaluar su función en la autoincompatibilidad en  plantas transgénicas  de Nicotiana que tengan silenciado este gen.
 
 Otros GM estilares que estudiamos en el grupo son HT-B y 120K. Nuestro trabajo en esta parte consiste en la búsqueda de proteínas del tubo polínico de N. alata que interaccionen físicamente con HT-B ó 120K como parte del mecanismo de AI.

Proyectos

Clonación y caracterización molecular de los genes modificadores que modulan la respuesta de auto-incompatibilidad alelo-S específica en Nicotiana alata. Financiado por el CONACYT- Jóvenes investigadores De enero de 2000-diciembre de 2002. Concluido.
 
 Identificación y clonación de factores genéticos diferentes a las S-RNasas requeridos en el rechazo del polen en Nicotiana. Financiado por la UNAM. DGAPA IN202799. Concluido.
Análisis proteómico de la superficie celular del tubo polínico de N. alata. Enero- Diciembre del 2004. Concluido.
 
  Interacción molecular de la proteína p11  con las S-RNasas y su papel en el papel en el rechazo del polen alelo S específico. DGAPA IN211702.  Enero 2003 Diciembre 2005. Concluido.
Interacciones polen-pistilo en N. alata. CONACYT- 40614-Q. Enero del 2002-Septiembre del 2006.
 
Facultad de Química PAIP-6290-15. para el 2004 y otro en el 2005.
Factores polínicos no ligados al locus S involucrados en la incompatibilidad sexual en Nicotiana alata. DGAPA IN2074063. Enero del 2006- Diciembre del 2008.
   

Colaboración

Factors controlling pollen compatibility. Monsanto. Proyecto en Colaboración con el Dr. Bruce McClure de la Universidad de Missouri-Columbia. 2002-2004. Concluido.
 
Análisis morfológico y molecular del desarrollo de los órganos reproductivos en plantas unisexuales de Opuntia stenopetala, como un camino para entender el diocismo. DGAPA IN216105-3. 2005-2007.

Publicaciones Seleccionadas

Cruz-García F, Hancock N and McClure B 2003. S-RNase complexes and pollen rejection. Journal of Experimental Botany. 54(380): 123-130
 
Felipe Cruz-Garcia, C. Nathan Hancock, Donggiun Kim and Bruce McClure (2005). Stylar glycoproteins bind to S-RNase in vitro. The Plant Journal, 42: 295-304.
Goldraij, A. K. Kondo, C. B. Lee, C. N. Hancock, M. Sivaguru, S. Vázquez-Santana, S. Kim, T. E. Phillips, F. Cruz-García and B. McClure. (2006). Compartmentalization of S-RNase and HT-B degradation in self-incompatible Nicotiana.  NATURE. 439 (7078): 805-810.
 
Juárez-Díaz J. A., B. McClure, S. Vázquez-Santana, A. Guevara-García, P. León-Mejía, J. Márquez-Guzmán and F. Cruz–García (2006). A novel thioredoxin h is secreted in Nicotiana alata and reduces S-RNases in vitro. Journal of Biological Chemistry 281(6): 3418-3424
Grethel Yanet Busot, Bruce McClure, Claudia Patricia Ibarra-Sánchez, Karina Jiménez-Durán, Sonia Vázquez-Santana and Felipe Cruz-García. (2008). Pollination in Nicotiana alata stimulates synthesis and transfer to the stigmatic surface of NaStEP, a vacuolar Kunitz proteinase inhibitor homolog. JOURNAL OF EXPERIMENTAL BOTANY.  Vol. 59, No. 11, pp. 3187–3201.