Expressão da leghemoglobina em cianobactéria e cloroplastos de tabaco via transformação genética: estudo das atividades fotossintética e fotorrespiratória

• Processo: 94/03561-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 1995
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 1998
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Márcio de Castro Silva Filho
• Beneficiário: Márcio de Castro Silva Filho
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Assunto(s): Cianobactérias Cloroplastos vegetais Fotossíntese Fotorrespiração Dióxido de carbono Leghemoglobina Transformação genética
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Direcionamento De Proteinas | Fotorrespiracao | Fotossintese | Leghemoglobina | Transformacao Genetica

Resumo

A proposta de pesquisa deste laboratório é de expressar a leghemoglobina em cianobactérias e cloroplastos de plantas superiores. A ideia básica é de alterar o ambiente da rubisco com a presença da leghemoglobina, retirando o oxigênio do meio. A primeira parte do projeto visa à expressão da leghemoglobina em cianobactérias unicelulares (Synechococcus leopoliensis) que oferecem um excelente sistema modelo, semelhante aos cloroplastos de plantas superiores. Além disso, as cianobactérias incorporam DNA externo o que permite a obtenção de células transformadas em grande número com relativa facilidade. A estratégia consiste na transformação de cianobactérias (ver Material e Métodos) e seleção das colônias resistentes a Kanamicina. Em condições de cultivo a níveis atmosféricos de CO2, as células compartimentalizam a rubisco no interior dos carboxisomas, inibindo a atividade fotorrespiratória. Por outro lado, células cultivadas em forte aeração ou 5% de CO2 não apresentam carboxisomas e a rubisco permanece dispersa no citosol (Colman, 1989; Turpin et al., 1988). Nestas condições a fotorrespiração é inibida pelo excesso de CO2. Entretanto, quando células cultivadas em 5% de CO2 são transferidas para ambientes limitantes de CO2, observa-se uma grande produção de glicolato, o primeiro metabólito do processo fotorrespiratório (Dohler e Braun, 1971; Cheng et al., 1972; Han e Eley, 1973; Norman e Colman, 1988). Espera-se que as células transformadas, quando transferidas para ambientes com ausência de CO2, apresentem uma atividade fotorrespiratória bastante diminuída ou ausente, que será medida pela presença de glicolato no meio. (AU)

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)

BARATA, REINALDO M.; CHAPARRO, ALEJANDRO; CHABREGAS, SABRINA M.; GONZÁLEZ, RAQUEL; LABATE, CARLOS A.; AZEVEDO, RICARDO A.; SARATH, GAUTAM; LEA, PETER J.; SILVA-FILHO, MARCIO C.. Targeting of the soybean leghemoglobin to tobacco chloroplasts: effects on aerobic metabolism in transgenic plants. Plant Science, v. 155, n. 2, p. 193-202, June 2000. (94/03561-0)