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A saga de um tubo polínico para encontrar o óvulo: regulação iônica espaço-temporal como mecanismo de crescimento apical e direcionamento em células individuais

Processo: 19/26129-6
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
Vigência: 01 de maio de 2021 - 30 de abril de 2026
Área do conhecimento:Interdisciplinar
Pesquisador responsável:Maria Teresa Portes
Beneficiário:Maria Teresa Portes
Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Auxílios(s) vinculado(s):21/09025-2 - EMU concedido no processo 2019/26129-6: Vibrating Probe Setup, AP.EMU
Bolsa(s) vinculada(s):23/14421-0 - Efeito da estratégia de dispersão do pólen no quimiotropismo reprodutivo em Orchidaceae, BP.IC
21/05363-0 - A saga de um tubo polínico para encontrar o óvulo: regulação iônica espaço-temporal como mecanismo de crescimento apical e direcionamento em células individuais, BP.JP
Assunto(s):Biologia de sistemas  Tubo polínico  Polaridade celular  Óvulos  Espaço-tempo 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:comunicação celular | Dinâmica iônica e gradientes | Oscilacões | Polaridade celular | Reprodução Sexuada de Angiospermas | Tubo polínico | Biologia Celular de Plantas

Resumo

A regulação iônica tem papel central no desenvolvimento celular em todos os sistemas biológicos, onde os tubos polínicos se destacam como modelo de polaridade celular e crescimento direcional. A entrega das células espermáticas depende do seu crescimento apical vigoroso e capacidade de alterar a direção, segundo sinais externos, para chegar ao óvulo. Os tubos polínicos crescem exclusivamente no ápice, sendo sustentados por gradientes iônicos gerados pela distribuição espacial anisotrópica de canais, bombas e transportadores. Oscilações sincronizadas entre diversos processos celulares são frequentes, incluindo taxa de crescimento, fluxo e concentração citossólica de H+, Ca2+ e Cl-, embora seu papel no direcionamento do tubo permaneça desconhecido. A propósito, o mutante chx21 chx23 (Cation/H+ exchanger) apresenta um fenótipo dramático de fertilização onde os tubos polínicos não se direcionam ao óvulo, levando praticamente à esterilidade. Resultados preliminares em chx21 chx23 mostram a redução do influxo de H+ no ápice e padrão oscilatório mais lento e regular, associados à perda do direcionamento à fonte de atração com LURE1 e redução da resposta ao repelente Óxido Nítrico. Embora os tubos controle se direcionem às LURE1s, eles não respondem quando têm uma assinatura oscilatória mais regular e similar ao chx21 chx23. Esses resultados indicam que a dinâmica iônica tem papel mecanístico na orientação dos tubos polínicos, sendo a primeira evidência de função biológica das oscilações. Essa proposta visa realizar experimentos e modelagem, de modo a estabelecer um novo mecanismo de regulação do crescimento apical e orientação celular por H+ e potencial de membrana. A pesquisa criará uma unidade única capaz de realizar medidas espaço-temporais quantitativas e não-invasivas de diversos íons e sistemas, favorecendo uma abordagem interdisciplinar e de nível internacional. (AU)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
DAMINELI, DANIEL S. C.; PORTES, MARIA TERESA; FEIJO, JOSE A.. Electrifying rhythms in plant cells. CURRENT OPINION IN CELL BIOLOGY, v. 77, p. 11-pg., . (19/23343-7, 21/05363-0, 19/26129-6, 15/22308-2)
BADAIN, RAFAEL; DAMINELI, DANIEL S. C.; PORTES, MARIA TERESA; FEIJO, JOSE; BURATTI, STEFANO; TORTORA, GIORGIA; DE OLIVEIRA, HUGO NEVES; CESAR, ROBERTO M., JR.. AMEBaS: Automatic Midline Extraction and Background Subtraction of Ratiometric Fluorescence Time-Lapses of Polarized Single Cells. JOVE-JOURNAL OF VISUALIZED EXPERIMENTS, v. N/A, n. 196, p. 15-pg., . (21/05363-0, 20/06744-5, 19/23343-7, 19/26129-6, 15/22308-2)
PORTES, MARIA TERESA; DAMINELI, DANIEL S. C.; FEIJO, JOSE A.. Spatiotemporal Quantification of Cytosolic pH in Arabidopsis Pollen Tubes. BIO-PROTOCOL, v. 11, n. 14, . (19/26129-6, 19/23343-7, 15/22308-2, 21/05363-0)

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