Laboratorio de Epigenética y ARNs no codificantes
Dr. Federico Ariel
JEFE DE GRUPO / Group LEADER
Investigador Independiente CONICET
Co-Founder & CSO “Apolo Biotech”
Contact: f.ariel.lab@gmail.com.
IG: @fdariel X: @arg_epilab – @apolo_biotech.
Los organismos eucariotas cuentan con grandes genomas que, a pesar de su mínima proporción de secuencias que codifican proteínas, son mayoritariamente transcriptos en ARNs. En los últimos años se ha identificado una gran cantidad de ARNs largos no codificantes (o ARNlnc) capaces de regular la expresión de genes mediante diversos mecanismos sin ser procesados en moléculas más pequeñas. Novedosos estudios de ARNlnc del reino vegetal contribuyeron a la comprensión del rol de este tipo de moléculas en diversos mecanismos regulatorios, incluyendo el control de las modificaciones epigenéticas, el dinamismo de la conformación de la cromatina y su distribución en el espacio nuclear.
En el grupo del Dr. Ariel nos dedicamos al estudio de los ARNlnc y su rol en la regulación de la expresión de los genes. En 2022, el Dr. Ariel fundó la startup APOLO Biotech, dedicada al desarrollo de tecnologías basadas en ARN para la agricultura sostenible.
Why APOLO?
Noncoding RNAs have emerged as major components of the eukaryotic transcriptome. Genome-wide analyses revealed the existence of thousands of long noncoding RNAs (lncRNAs) in crops and model plant species. Plant lncRNAs are involved in a wide range of regulatory mechanisms impacting on gene expression, including chromatin remodeling, modulation of alternative splicing, fine-tuning of miRNA activity, and the control of mRNA translation or accumulation (Ariel et al., 2015).
In the model plant Arabidopsis thaliana, the Ariel lab has shown that the APOLO (AUXIN REGULATED PROMOTER LOOP RNA) was implicated in epigenetic and chromatin conformation dynamics. APOLO regulates the transcriptional activity of its neighboring gene PID by modulating the local 3D chromatin conformation (Ariel et al., 2014), and a plethora of target genes across the Arabidopsis genome, by sequence complementarity and DNA-RNA duplex (R-loop) formation (Ariel et al., 2020).
The Ariel lab also showed that APOLO regulates the response to low temperatures by interacting with the transcription factor WRKY42 (Moison et al., 2021 and Martínez-Pacheco et al., 2021). More recently, APOLO was also linked to the morphogenic response of the plant to warmth. Strikingly, the role of APOLO was mimicked by the human lncRNA UPAT when expressed in Arabidopsis. APOLO and UPAT interact with homolog protein partners, hinting at common lncRNA integrated epigenetic machineries across kingdoms (Fonouni-Farde et al., 2022). In 2023, The Ariel lab demonstrated that the lncRNA can be applied as an exogenous epigenetically active molecule to modulate hormone homeostasis and the response of the plant to the environment (Mammarella et al., 2023).
We find the biology of APOLO fascinating and we’ve decided to name our company after it!
Publicaciones seleccionadas:
Mammarella MF, Lucero L, Hussain N, Muñoz-Lopez A, Huang Y, Ferrero L, Fernandez-Milmanda GL, Manavella P, Benhamed M, Crespi M, Ballare CL, Gutiérrez Marcos J, Cubas P, Ariel F. Long noncoding RNA-mediated epigenetic regulation of auxin-related genes controls shade avoidance syndrome in Arabidopsis. EMBO J. 2023 Dec 11;42(24):e113941. doi: 10.15252/embj.2023113941.
Chorostecki U, Bologna NG, Ariel F. The plant noncoding transcriptome: a versatile environmental sensor. EMBO J. 2023 Oct 16;42(20):e114400. doi: 10.15252/embj.2023114400. Epub 2023 Sep 21.
Fonouni-Farde C, Christ A, Blein T, Legascue MF, Ferrero L, Moison M, Lucero L, Ramírez-Prado JS, Latrasse D, Gonzalez D, Benhamed M, Quadrana L, Crespi M, Ariel F. The Arabidopsis APOLO and human UPAT sequence-unrelated long noncoding RNAs can modulate DNA and histone methylation machineries in plants. Genome Biol. 2022
Moison M, Pacheco JM, Lucero L, Fonouni-Farde C, Rodríguez-Melo J, Mansilla N, Christ A, Bazin J, Benhamed M, Ibañez F, Crespi M, Estevez JM, Ariel F. The lncRNA APOLO interacts with the transcription factor WRKY42 to trigger root hair cell expansion in response to cold. Mol Plant. 2021 Jun 7;14(6):937-948. doi: 10.1016/j.molp.2021.03.008.
Lucero L, Ferrero L, Fonouni-Farde C, Ariel F. Functional classification of plant long noncoding RNAs: a transcript is known by the company it keeps. New Phytol. 2021 Feb;229(3):1251-1260. doi: 10.1111/nph.16903.
Ariel F, Lucero L, Christ A, Mammarella MF, Jegu T, Veluchamy A, Mariappan K, Latrasse D, Blein T, Liu C, Benhamed M, Crespi M. R-Loop Mediated trans Action of the APOLO Long Noncoding RNA. Mol Cell. 2020 Mar 5;77(5):1055-1065.e4. doi: 10.1016/j.molcel.2019.12.015.
Rigo R, Bazin J, Romero-Barrios N, Moison M, Lucero L, Christ A, Benhamed M, Blein T, Huguet S, Charon C, Crespi M, Ariel F. The Arabidopsis lncRNA ASCO modulates the transcriptome through interaction with splicing factors. EMBO Rep. 2020 May 6;21(5):e48977. doi: 10.15252/embr.201948977.
Gagliardi D, Cambiagno DA, Arce AL, Tomassi AH, Giacomelli JI, Ariel FD, Manavella PA. Dynamic regulation of chromatin topology and transcription by inverted repeat-derived small RNAs in sunflower. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Aug 27;116(35):17578-17583. doi: 10.1073/pnas.1903131116.
Ariel F, Romero-Barrios N, Jégu T, Benhamed M, Crespi M. Battles and hijacks: noncoding transcription in plants. Trends Plant Sci. 2015 Jun;20(6):362-71. doi: 10.1016/j.tplants.2015.03.003. Epub 2015 Apr 4. PMID: 25850611.
Ariel F, Jegu T, Latrasse D, Romero-Barrios N, Christ A, Benhamed M, Crespi M. Noncoding transcription by alternative RNA polymerases dynamically regulates an auxin-driven chromatin loop. Mol Cell. 2014 Aug 7;55(3):383-96. doi: 10.1016/j.molcel.2014.06.011.
Bardou F, Ariel F, Simpson CG, Romero-Barrios N, Laporte P, Balzergue S, Brown JW, Crespi M. Long noncoding RNA modulates alternative splicing regulators in Arabidopsis. Dev Cell. 2014 Jul 28;30(2):166-76. doi: 10.1016/j.devcel.2014.06.017.
Subsidios:
2022-2024 ICGEB-CRP: Long noncoding RNAs as non-transgenic biotechnological tools for acclimatization of vegetable crops. Eu
2022-2024 AXA Research Fund: Bio & Nanotechnology to replace synthetic pesticides in the organic production of peanut. In the framework of this grant, supervision of the AXA Fellow Dr. Johan Rodríguez.
2022-2024 PICT A 2019-4137: ARNs largos no codificantes formadores de dúplexes ADN-ARN como reguladores de la expresión de genes específicos. Agencia I+D+i.
2021-2022 Ciencia y Tecnología contra el Hambre: Nanopartículas inocuas y ARNs no codificantes como herramientas de precisión frente al estrés ambiental en el cultivo orgánico de hortalizas, MinCyT.
2017-2020 PICT A 2016-0289: Regulación de la topología del genoma por ARNs largos no codificantes y proteínas asociadas. Agencia I+D+i.
2018-2021 PICT A 2016-0007 (Programa RAICES): ARNs largos no codificantes en la determinación del vigor híbrido en tomate. Agencia I+D+i.
Subsidios y becas de intercambio:
2023-2028 International Research Project (IRP, former LIA) LOCOSYM. PI of one of the four labs involved (Zanetti ARG, Crespi y Niebel FR).
2022-2024 ECOS-Sud Program France (Dr. Thomas Blein)-Argentina: Diseño de nano y biotecnología para la agricultura sustentable.
2019-2021 Royal Society (Dr. José Gutierrez-Marcos)-CONICET: Role of plant long noncoding RNAs in genome topology organization. Exchanges took place in 2022 and 2023, due to the pandemics.
2021 Fulbright-CONICET Scholarship, to join the lab of Dr. John Rinn in University of Boulder, to work on epigenetics and cancer.
2018-2022 International Associated Lab (LIA) NOCOSYM, CNRS (France)-CONICET, funded by CNRS. PI of one of the four labs involved (Zanetti ARG, Crespi y Niebel FR).
2011-2012 EMBO Long Term Postdoc Fellowship, to join Dr. Martin Crespi’s lab in France.
Premios
2023 Premio UNESCO Al Fosan, a uno de lxs 5 investigadorxs jóvenes en STEM más destacadxs del mundo entero. París, Francia.
2021 Young Investigator Award, otorgado por la Editorial MDPI, Suiza.
2020 Premio Hermann Burmeister en Genética y Biología Celular, otorgado por la Academia Nacional de Ciencias. Córdoba.
2019 Premio Fima Leloir a la Excelencia Científica en Ciencias Biológicas, otorgado por la Fundación Instituto Leloir. Buenos Aires.
2018 Premio Estímulo en Ciencias Biológicas para Investigadores hasta 40 años, otorgado por la Academia Nacional de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Buenos Aires.
2012 Premio a la Mejor Tesis Doctoral en el área de Ciencias Biológicas defendida en 2010-2011 en la Provincia de Santa Fe, Argentina, otorgado por el Gobierno Provincial.
2011 XV Premio Joven Talento a la Mejor Tesis Doctoral de América Latina en Bioquímica y Biología Molecular, otorgado por GE y la Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular (SBBq). Foz do Iguaçu, Brasil.
Integrantes del grupo / Team Members
Dr. Johan Rodríguez-Melo
Becario Postdoctoral
Lic. Florencia Legascue
Becaria Doctoral
Dr. Nahuel Villarreal
Investigador Asistente
Nombre
Cargo del Investigador
Miembros Anteriores
Dr. Leandro Lucero
Dra. Lucía Ferrero
Dr. Natanael Mansilla
Dra. Florencia Mammarella
Dra. Andana Barrios
Dra. Camille Fonouni-Farde
Dr. Michael Moison
Lic. Virginia Ibarra