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Integrantes

FABRO, Georgina

Investigadora Asistente de CONICET / Profesor Asistente UNC
Director: Maria Elena Alvarez
Teléfono: 54 351 5353855 ext 3422
E-mail: gfabro@fcq.unc.edu.ar

Tema de Investigación

El catabolismo de Prolina en Arabidopsis y su influencia en la ejecución de defensas vegetales contra patógenos bacterianos.

En la defensa activa de las plantas frente al ataque de microorganismos patógenos se reconocen principalmente dos vías: PTI y ETI. En la respuesta tipo PTI (PAMP Triggered Immunity), moléculas microbianas conservadas, denominadas PAMPs (pathogen associated molecular pattern) son percibidas extracelularmente por proteínas del vegetal, desencadenando eventos celulares y moleculares que de modo rápido y transitorio contribuyen a establecer una inmunidad de amplio espectro. En contraste, la ETI (Effector Triggered Immunity) se genera por reconocimiento de moléculas secretadas por una determinada “raza” patogénica, denominadas “efectores”. Estos son detectados por receptores de la planta (proteínas R) inicinando una respuesta similar a la PTI pero mas fuerte y sostenida en el tiempo (Tsuda et al, 2009). La ETI suele conllevar a la muerte celular programada del tejido vegetal (respuesta hipersensible, HR) y confiere inmunidad futura a tejidos no infectados (Gohre y Robatzek, 2008).

Durante el establecimiento de la PTI encontramos que la enzima involucrada en catabolismo de Prolina, Prolina Deshidrogenasa (AtProDH), que degrada Prolina a P5C en la mitocondria, contribuye a la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS), deposicion de callosa y altera los cambios en la expresión genica que se desencadenan en respuesta a PAMPs (Fabro y Alvarez, en preparación). De modo similar, durante la ETI, se observó que AtProDH es necesaria para el correcto orquestado de la HR (Cecchini et al., 2011; Monteoliva et al., 2014). En este ultimo caso, los resultados indican que, durante la HR, existiría un “desacople” entre la actividad de AtProDH y la de la enizma siguiente en la degradación de Prolina, P5C deshidrogenasa (AtP5CDH) que genera glutámico a partir de P5C. El desacople entre AtProDH y AtP5CDH favorecería la participación de AtProDH en un “ciclo corto” Pro/P5C. En este ciclo, la actividad AtProDH promovería la generación de ROS mitocondrial y alteraria los niveles de NADP*/NADPH, suscitando cambios redox en la mitocondria y el citosol (Monteoliva et al., 2014; Verslues y Sharma, 2010; Hare y Cress, 1997). El mencionado desacople podría ocurrir a nivel funcional, involucrar cambios en una posible interacción física entre las proteínas, o ambas. La predicción de que existiría interacción física entre AtProDH y AtP5CDH se basa en que en algunas bacterias las enzimas que catabolizan Prolina son bi-funcionales, esto es: poseen actividad ProDH y P5CDH en la misma molécula (Lee et al., 2003). Asimismo, se demostro que ProDH y P5CDH monofuncionales de la bacteria Thermus thermophilus interactuan fisicamente durante la “canalizacion de substrato: Pro/P5C” (Arentson et al., 2012).

Mi objetivo de trabajo, como parte del laboratorio de la Dra. Alvarez, es analizar la interacción entre las enzimas AtProDH y AtP5CDH tanto “in vivo” como “in vitro”. En los estudios “in vivo” pretendemos determinar si existe interacción física entre AtProDH y AtP5CDH y si la modulación de la actividad ProDH en ETI/PTI esta relacionada con cambios en la misma. Con los estudios “in vitro” se procurara, además de verificar interacción o no, contribuir al conocimiento básico de la relación estructura-función de estas enzimas mediante estudios de estructura secundaria y cuaternaria.

Publicaciones Seleccionadas

  • 2004. “Proline accumulation and AtP5CS2 gene activation in Arabidopsis leaves developing R-gene mediated disease resistance. Fabro, G., Kóvacz, I., Pavet, V., Szabados, L., Alvarez, M.E. Mol. Plant. Microb. Interact. 2004. 17:343-50. http://apsjournals.apsnet.org/doi/pdf/10.1094/MPMI.2004.17.4.343
  • 2008. “Genome wide expression profiling of Arabidopsis at the stage of Golovinomyces cichoracearum haustorium formation” Fabro G., Di Rienzo J.A, Somerville S, Álvarez M.E. Plant Physiology. 2008. 46: 1421-39. http://www.plantphysiol.org/content/146/3/1421.full.pdf+html?with-ds=yes
  • 2011. “Multiple candidate effectors from the oomicete pathogen obligate biotroph Hyaloperonospora arabidopsidis suppress host plant immunity” Georgina Fabro, Jens Steinbrenner, Mary Coates, Naveed Ishaque , Laura Baxter, David J. Studholme , Evelyn Körner , Rebecca L. Allen, Sophie J.M. Piquerez, Alejandra Rougon-Cardoso, David Greenshields, Rita Lei , Jorge L. Badel , Marie-Cecile Caillaud , Kee-Hoon Sohn , Guido Van den Ackerveken , Jane E. Parker , Jim Beynon and Jonathan D. G. Jones . Plos Pathogens. 2011. Published online: DOI: 10.1371/journalppat.e1002348. http://www.plospathogens.org/article/fetchObject.action?uri=info:doi/10.1371/journal.ppat.1002348&representation=PDF
  • 2012. “Loss of compatibility might explain resistance of the Arabidopsis thaliana accession Te-0 to Golovinomyces cichoracearum. Georgina Fabro, Maria E. Alvarez. BMC Plant Biology. 2012. 12:143. http://www.biomedcentral.com/content/pdf/1471-2229-12-143.pdf
  • 2014. “Probing formation of cargo/importin-α transport complexes in plant cells using a pathogen effector”. Wirthmueller L, Roth C, Fabro G, Caillaud MC, Rallapalli G, Asai S, Sklenar J, Jones AM, Wiermer M, Jones JD, Banfield MJ. Plant J. 2014 Oct 6. doi: 10.1111/tpj.12691. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.12691/pdf

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Subsidios

CONICET PIP 2014-2016. Tema: Relación Estructura Función de las Enzimas Prolina Deshidrogenasa y P5C deshidrogenasa, involucradas en el catabolismo de Prolina en Arabidopsis.

AGENCIA-FONCyT PICT 2014-0356. Tipo B. Proyecto: Estudio de la interacción y la relación estructura-función de las enzimas Prolina deshidrogenasa y P5C deshidrogenasa involucradas en la respuesta de defensa a patógenos bacterianos en Arabidopsis.

Colaboraciones

  • Dra.Elina Welchen. Laboratorio de Biología Molecular. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral (IAL-CONICET).
  • Dr.Néstor Carrillo. División Biología Molecular. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR-CONICET). Facultad de Cs. Bioquímicas y Farmacéuticas. Universidad Nacional de Rosario.
  • Dra. Ana Laxalt. Grupo de Fisiología Molecular en Integrativa. Instituto de Investigaciones Biológicas (IIB-CONICET). Universidad Nacional de Mar del Plata.
  • Dra. Soledad Celej. CIQUIBIC-CONICET. Dpto. Química Biológica. Facultad Cs. Químicas. UNC.

Breve Currículum Vitae

Formación Académica

2000. Bióloga. Cátedra de Biología Celular y Molecular. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Universidad Nacional de Córdoba. Tesina de Grado: “Comunicación a distancia entre gametas de mamíferos (espermo-quimiotáxis) previo a la fertilización”. Directora: Dra. Laura C. Giojalas.

2005. Doctora en Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba. Tesis Doctoral: Caracterización Molecular de Señales de Arabidopsis que modulan la virulencia de Patógenos Fúngicos”. Directora: Dra. María E. Álvarez.

2011. Posdoctorado en Interacciones Planta-Patógeno. The Sainsbury Laboratory, John Innes Centre, Norwich, Norfolk, Gran Bretaña. Tema: Efectoromica de Hyaloperonospora arabidopsidis: mecanismos de virulencia en Arabidopsis thaliana. Director: Jonathan D.G. Jones

Antecedentes en Investigación

2011-2012. Beca Post-Doctoral de Re-inserción. CONICET-MINCyT. Tema: El metabolismo de Prolina en Arabidopsis como blanco de la actividad de efectores Fito-patógenos. Directora: Dra. María E. Álvarez. Lugar de Trabajo: CIQUIBIC-CONICET, Departamento de Química Biológica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba

2001. Participación en el Proyecto en colaboración con el Department of Plant Biology, Carnegie Institution of Washington, Stanford University, U.S.A. Pasantía de tiempo completo. Tema: Entrenamiento en tecnología de Microarrays. Directora U.S.A. : Dra. Shauna Somerville. Directora Argentina: Dra. M.E. Alvarez. Estadía en Estados Unidos: 18/04/2001 al 18/06/2001.

2001. Participación proyecto en colaboración del Convenio Bilateral Hungría-Argentina. Código HU/A99-B1/05. 2000-2002. Financiado por SECyT-OMBF. Pasantía tiempo completo.Tema: “Activation of biotic and abiotic stress responses in Arabidopsis thaliana”. Director Húngaro: Dr. Laszló Szabados. Directora Argentina: Dra. María Elena Alvarez. Estadía en Hungría: 28/09/2001 al 28/10/2001.

Antecedentes en Gestión y Evaluación

  • Miembro titular del Consejo Departamental como representante del claustro de auxiliares docentes (JTP y ayudantes). Departamento de Química Biológica, Facultad de Ciencias Químicas, UNC. Octubre 2004-Octubre 2006.
  • Miembro Invitado como representante del claustro Investigadores Asistentes (con voz, sin voto) en el Consejo del Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba (CIQUIBIC-CONICET).
  • Par Consultor de Proyectos de I +D: Agencia-FONCyT (Proy. PICT), ANII-Uruguay.
  • Par Consultor de Personal de CyT: Ingreso a CIC, CONICET (2014).
  • Par Evaluador en revistas de CyT: Gene, MPMI, MPP, PPandB.

Antecedentes en Docencia

Programa de Incentivos. Categoría V. Año 2005.

Profesor Asistente (DS, Por Concurso). DQB, FCQ, UNC. RD Nº 142/13. 2013-2016.

Profesor Asistente (DS, Interino). DQB, FCQ, UNC. 1-10-2011 al 31-03-2013.

JTP (DS, por Concurso. DQB, FCQ, UNC. R.D.Nº 0594/04. 1-04-04 al 31-03-2007.

Ayudante de 2da (DS) DQB, FCQ, UNC. R. D. Nº 926/3. 1-09-03 al 31-03-04.

JTP (DS, interino). DQB, FCQ, UNC. R. D. Nº 146/03. 1-04-03 al 31-08-03.

Ayudante 2da (DS, interino). DQB, FCQ, UNC. R. D Nº 149/02. 1-04-02 al 31-03-03

JTP (DSE, interino). DQB, FCQ, UNC R.D. Nº 506/00. 01-11-00 al 31-03-01.

Ayudante 2da (DS, interino). Departamento de Química Biológica, Facultad de Ciencias Químicas. Universidad Nacional de Córdoba. R.D. Nº 428/00. 01-08-00 al 31-10-00.

Ayudante Alumno Rentado “A” (Concurso) Cátedra de Biología Celular. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas a Naturales. Universidad Nacional de Córdoba. R. D. Nº 43-G-/99. 29-02-99 al 29-02-00.

Experiencia Técnica

Biología Molecular (PCR, qPCR, Northern, Southern y Western Blot, Clonado y transformación, generación de plantas transgénicas, secuenciado via Illumina de DNA y cDNA de plantas y patógenos, generación de librerias de efectores). Biología Celular (Microscopia Confocal, Split-YFP, Localización subcelular con reporteros fluorescentes, uso de sondas para visualizar ROS intracelulares en tejidos vegetales). Cultivo de patógenos bacterianos y fúngicos, tinciones vitales (muerte, estrés oxidativo, calosa, etc). Bioquímica (cuantificación de especies reactivas del oxígeno, generación y purificación de proteínas recombinantes, ensayos de actividad enzimática).

Research Topic

Proline catabolism in Arabidopsis and its influence on the execution of plant defences against bacterial pathogens

We study plant-pathogen interactions using the model plant Arabidopsis thaliana and the hemibiotrophic bacteria Pseudomonas syringae as pathogen. Currently we focus on the role of Proline (Pro) catabolism in the modulation of the two main pathways of plant active defence: PTI (for PAMP Triggered Immunity) and ETI (Effector Triggered Immunity). We found that an enzyme involved in Pro catabolism, Proline dehydrogenase (AtProDH), which degrades Pro to P5C in the mitocondria, contributes to the generation plant defences. Among the phenotypes affected by the lack of activity or this enzyme are the mitochondrial and apoplastic generation of reactive oxygen species – ROS-, the deposition of callose at the cell wall as well as changes in gene expression and cell death. Our results indicate that upon pathogen attack there might be an “uncoupling” between the activity of AtProDH and the following enzyme involved in Pro degradation (P5C dehydrogenase, AtP5CDH), which generates Glutamic acid from P5C. This uncoupling would promote mitochondrial ROS generation as well as modifications of the NADP/NADPH balance, stimulating redox changes in the mitochondria and the cytosol. The uncoupling between AtProDH-AtP5CDH might be occurring at the structural or functional level, for example by modifying a putative physical interaction of these proteins. Their interaction is predicted from the fact that in bacteria (E. coli) both proteins are encoded in the same gene, generating a bifunctional polypeptide with both activities in the same molecule. In other bacteria (Thermus spp) it has been demonstrated that monofunctional ProDH and P5CDH, encoded by different genes, generating independent proteins, do physically interact during the substrate channelling of Pro/P5C. My research project involves the detailed analysis of AtProDH role/s in PTI as well as structure-function studies of AtProDH and AtP5CDH, the interaction between them and with other mitochondrial components.

Selected Publications

  • 2004. “Proline accumulation and AtP5CS2 gene activation in Arabidopsis leaves developing R-gene mediated disease resistance. Fabro, G., Kóvacz, I., Pavet, V., Szabados, L., Alvarez, M.E. Mol. Plant. Microb. Interact. 2004. 17:343-50. http://apsjournals.apsnet.org/doi/pdf/10.1094/MPMI.2004.17.4.343
  • 2008. “Genome wide expression profiling of Arabidopsis at the stage of Golovinomyces cichoracearum haustorium formation” Fabro G., Di Rienzo J.A, Somerville S, Álvarez M.E. Plant Physiology. 2008. 46: 1421-39. http://www.plantphysiol.org/content/146/3/1421.full.pdf+html?with-ds=yes
  • 2011. “Multiple candidate effectors from the oomicete pathogen obligate biotroph Hyaloperonospora arabidopsidis suppress host plant immunity” Georgina Fabro, Jens Steinbrenner, Mary Coates, Naveed Ishaque , Laura Baxter, David J. Studholme , Evelyn Körner , Rebecca L. Allen, Sophie J.M. Piquerez, Alejandra Rougon-Cardoso, David Greenshields, Rita Lei , Jorge L. Badel , Marie-Cecile Caillaud , Kee-Hoon Sohn , Guido Van den Ackerveken , Jane E. Parker , Jim Beynon and Jonathan D. G. Jones . Plos Pathogens. 2011. Published online: DOI: 10.1371/journalppat.e1002348. http://www.plospathogens.org/article/fetchObject.action?uri=info:doi/10.1371/journal.ppat.1002348&representation=PDF
  • 2012. “Loss of compatibility might explain resistance of the Arabidopsis thaliana accession Te-0 to Golovinomyces cichoracearum. Georgina Fabro, Maria E. Alvarez. BMC Plant Biology. 2012. 12:143. http://www.biomedcentral.com/content/pdf/1471-2229-12-143.pdf
  • 2014. “Probing formation of cargo/importin-α transport complexes in plant cells using a pathogen effector”. Wirthmueller L, Roth C, Fabro G, Caillaud MC, Rallapalli G, Asai S, Sklenar J, Jones AM, Wiermer M, Jones JD, Banfield MJ. Plant J. 2014 Oct 6. doi: 10.1111/tpj.12691. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.12691/pdf

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Grants

  • 2014 Special allowance for researchers from CONICET (INNOVA -T) . Resolution 0119-14 . Amount: 5000 ARS . Director.
  • 2014 Multi-Year Research Project 2014-2016 PIP GI . Funded by CONICET. Topic : Structure Function Relationship Proline Dehydrogenase Enzymes and P5C dehydrogenase, involved in Proline catabolism in Arabidopsis. Amount: 150,000 ARS. Resolution 5013/14 . Director.
  • 2015 Projects of Scientific Research and Technology (PICT) Type B Young Researchers Open Themes ( 2014-0356 ). Funded by FONCyT (ANPCyT , MINCyT ). Topic : Study of the interaction and the structure -function relationship of Proline dehydrogenase and P5C dehydrogenase involved in Arabidopsis defence response.

Brief CV

Academic Formation

  • 1995-2000. Biologist. National University of Cordoba.
  • 2000-2005. PhD in Chemical Sciences. National University of Cordoba. Thesis title: Characterisation of molecular signals of Arabidopsis that modulate the virulence of biotrophic fungal pathogens. Director: Dra. María E. Álvarez.
  • 2006-2011. Posdoc in plant pathogen interactions. The Sainsbury Laboratory, John Innes Centre, Norwich, Norfolk, UK. Topic: Effectoromics of Hyaloperonospora arabidopsidis: mechanisms of virulence in Arabidopsis thaliana. Director: Jonathan D.G. Jones.

Research Background

Teaching Background

  • Assistant Professor. Department of Biological Chemistry. College of Chemical Sciences. National University of Cordoba. Subjects: Plant Biotechnology, Genetics, Food Biotechnology.”

Institutional Management Background

  • 2013 -Member of CIQUIBIC´s council representing Assistant Researchers.

Background on Science outreach and extension

  • 2014. Fascination Plants Day. Talk-debate about Transgenic crops.
  • 2015. Informative Talk “”Study of plant-pathogen interactions using tools of Genetics and Molecular Biology “” for freshman students of the School of Biological sciences.College of Exact, Physical and Natural Sciences. National University of Cordoba.”