Junio ​​Nasrallah

June Nasrallah es profesora Barbara McClintock en la Sección de Biología Vegetal de la Escuela de Ciencias Vegetales Integrativas de la Universidad de Cornell . ^{[ 1 ]} Su investigación se centra en la biología reproductiva de las plantas y las interacciones célula-célula que subyacen a la autoincompatibilidad en plantas pertenecientes a la familia de la mostaza ( Brassicaceae ). ^{[ 2 ]} Fue elegida miembro de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos en 2003 por este trabajo y sus contribuciones en general a nuestra comprensión de la señalización basada en receptores en las plantas. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

Nasrallah nació y se crió en Beirut , Líbano . ^{[ 3 ]} Estudió en el Collège Protestant Français y en la Sección de Lengua Francesa del International College, Beirut , donde se graduó con un bachillerato libanés y francés .

Nasrallah recibió una licenciatura en Biología de la Universidad Americana de Beirut y su doctorado en Genética de la Universidad de Cornell , ^{[ 1 ]} donde su investigación doctoral se centró en la caracterización de los genes de Neurospora involucrados en la reproducción de hongos.

Nasrallah, en colaboración con Mikhail Nasrallah , también miembro del profesorado de la Universidad de Cornell , inició un programa de investigación en reproducción vegetal con el objetivo de comprender las interacciones célula-célula altamente específicas entre el polen y el pistilo (la estructura reproductiva femenina) que, en última instancia, conducen a una polinización exitosa y a la producción de semillas o a la inhibición del crecimiento del tubo polínico y a la imposibilidad de producir semillas. El foco de su investigación es la autoincompatibilidad , un término general que abarca varios mecanismos genéticos precigóticos que evolucionan de forma independiente y que impiden la autofecundación cuando una polinización involucra un pistilo y un polen que expresan la misma variante de uno o más loci de autoincompatibilidad. La autoincompatibilidad se manifiesta por la falta de formación de semillas como resultado de la interrupción de la germinación de los granos de polen o del crecimiento de los tubos polínicos dentro del pistilo a medida que avanzan desde el estigma hacia los óvulos . En esencia, los mecanismos de autoincompatibilidad son sistemas de reconocimiento de pareja altamente específicos entre lo propio y lo ajeno que confieren a las células del pistilo la capacidad de discriminar entre granos de polen que se definen como "propios" y "ajenos" en función de la identidad genética en los loci de autoincompatibilidad , lo que da como resultado una inhibición específica del polen "propio" .

La existencia de la autoincompatibilidad fue reconocida por los primeros científicos, incluido Charles Darwin , quien la identificó como un sistema natural que promueve el vigor híbrido en varias especies vegetales y como un importante motor de la evolución de las plantas. A mediados del siglo XX, la genética y las manifestaciones citológicas de la autoincompatibilidad se habían estudiado a fondo en varias familias de plantas. Sin embargo, la comprensión mecanicista de la autoincompatibilidad no llegó hasta la llegada de los enfoques moleculares en la década de 1980. El laboratorio de Nasrallah aplicó estos enfoques para investigar el sistema de autoincompatibilidad de las Brassicaceae . Se había demostrado que la especificidad de la respuesta de autoincompatibilidad en esta familia está controlada por un único locus denominado locus S , y que el polen propio se detiene en la superficie de las células epidérmicas del estigma , lo que provoca la imposibilidad de germinar el polen y de que el tubo polínico crezca hacia el pistilo. Al analizar la autoincompatibilidad en especies de Brassica y basándose en la identificación inmunoquímica de proteínas del estigma que segregaban con el locus S , ^{[ 4 ] [ 5 ]} el grupo de Nasrallah demostró que el reconocimiento del polen "propio" se basa en la actividad de dos genes altamente polimórficos, coadaptados y estrechamente ligados contenidos dentro del locus S. Un gen codifica la quinasa receptora del locus S (SRK), ^{[ 6 ]} una proteína transmembrana expresada en las células epidérmicas del estigma , y ​​el segundo gen codifica la proteína rica en cistina del locus S (SCR), ^{[ 7 ]} un pequeño péptido difusible que forma parte de la cubierta externa del polen. Por lo tanto, se demostró que el locus S es un locus complejo y sus variantes, que se habían denominado alelos S , ahora se conocen más apropiadamente como haplotipos S.

Experimentos bioquímicos posteriores demostraron que SCR es el ligando del receptor SRK y que la interacción SRK-SCR es específica del haplotipo S (es decir, solo ocurre cuando las proteínas SRK y SCR están codificadas en el mismo haplotipo S ). ^{[ 8 ]} En consecuencia, solo cuando el estigma es polinizado con polen propio, SCR puede unirse y activar su SRK correspondiente, desencadenando así una cascada de señalización dentro de las células epidérmicas del estigma que finalmente conduce a la detención de la germinación del polen y el crecimiento del tubo polínico.

Un avance importante en el estudio de la autoincompatibilidad en las Brassicaceae fue la transferencia exitosa del rasgo SI a la planta modelo normalmente autofértil Arabidopsis thaliana mediante la transformación con pares de genes SRK-SCR de A. lyrata y Capsella grandiflora autoincompatibles . ^{[ 9 ]}  Este exitoso experimento no solo proporcionó prueba de que los genes SRK y SCR son los únicos determinantes de la especificidad de la autoincompatibilidad , sino que también abrió nuevas vías de investigación. La introducción de varias especificidades SI en A. thaliana ^{[ 10 ]} permitió el análisis funcional in planta de variantes de receptores y ligandos generados in vitro y la identificación de los residuos de aminoácidos específicos responsables de las interacciones productivas SRK-SCR, ^{[ 11 ]} resultados que fueron confirmados por el análisis estructural de alta resolución del complejo SRK-SCR en el laboratorio de Jijie Chai. ^{[ 12 ]} Además, el análisis de transformantes SRK-SCR de varias accesiones de Arabidopsis thaliana ^{[ 13 ]} identificó la base genética de algunos de los procesos responsables de las transiciones de los modos de apareamiento de cruzamiento a autofecundación en Arabidopsis thaliana ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} y más generalmente en la familia Brassicaceae . ^{[ 17 ]}

• Miembro electo de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos (2003)
• Galardonado con la Medalla Martin Gibbs de la Sociedad Estadounidense de Biólogos Vegetales (2003).
• Recibió un Doctorado Honoris Causa en Humanidades de la Universidad Americana de Beirut (2023) por su importante contribución al estudio de la autoincompatibilidad vegetal y las transiciones evolutivas hacia la autofertilidad en las Brassicaceae.
• Presidente y miembro fundador de la Academia Libanesa de Ciencias ^{[ 18 ]}