SMOLBnet 2.0: estudos estruturais de proteínas chave para as doenças fúngicas do cacau vassoura-de-bruxa e monilíase: desenvolvimento de estratégias de controle e entendimento de modelos de patogenicidade

• Processo: 10/51884-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2012
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Química de Macromoléculas
• Pesquisador responsável: Andre Luis Berteli Ambrosio
• Beneficiário: Andre Luis Berteli Ambrosio
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 11/06795-0 - Apoio técnico à proposta SMolBNet 2.0: estudos estruturais de proteínas chave para as doenças fúngicas do cacau vassoura-de-bruxa e Monilíase - desenvolvimento de estratégias de controle e entendimento de modelos de patogenicidade, BP.TT
• Assunto(s): Biologia estrutural Cristalografia de proteínas Fitopatologia Vassoura-de-bruxa Moniliophthora Cacau
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biologia Estrutural | Cristalografia De Proteinas | Interacao Planta-Patogeno | Vassoura De Bruxa

Resumo

O cacaueiro (Theobroma cacao L.) é uma das mais importantes plantações perenes em todo o planeta, com uma produção estimada em 2006 de 3,5 milhões de toneladas. A cacauicultura no Brasil atingiu uma produção de mais de 400 kilotoneladas de sementes de cacau em 1986, representando uma grande fonte de riqueza, tanto para as regiões produtoras dos grãos como para aquelas onde se encontram as indústrias que usam estas amêndoas ou seus derivados. Em 1989, teve início uma epidemia da doença Vassoura-de-bruxa, causada pelo fungo Moniliopthora perniciosa, na maior região produtora do país, o sul do estado da Bahia, que levou à queda da produção nacional para 130 kilotoneladas em 1998. Esse volume é bem inferior ao necessário para a indústria, que está ao redor de 250.000 toneladas, obrigando essa a importar amêndoas de outros países corno a Indonésia, os quais produzem cacau de baixa qualidade. Essa doença é um dos problemas fitopatológicos mais importantes a atingir o hemisfério sul nas últimas décadas e atualmente, a Vassoura-de-bruxa está em todos os países produtores de cacau da América Central e do Sul. Outro fungo patogênico, Moniliopthora roreri é responsável por uma doença também devastadora, a Monilíase. A doença limita a produção de cacau em diversos países e representa uma ameaça à cacauicultura no Brasil e no mundo. Este fungo ainda não está presente no Brasil, mas já foi detectado em regiões de fronteira e acredita-se que será inevitável a sua chegada às regiões produtoras do país. Um grande esforço já foi realizado para entender o fungo Moniliopthora perniciosa e sua interação com o cacaueiro através do projeto Genoma da Vassoura-de-bruxa, coordenado pelo Prof. Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, da UNICAMP, Campinas, SP. Esforços mais recentes têm sido investidos no sentido de se conhecer o genoma de M. roreri. A estratégia de trabalho empregada tem mostrado resultados sólidos, consistindo na obtenção inicial de seqüências genôrnicas, análise integrada dos genes identificados, levantamento de hipóteses para mecanismos de patogenicidade, realização de experimentos em diferentes áreas (genômica, microarrays, bioquímica, anatomia e fisiologia) para testar as hipóteses, integração dos experimentos e desenvolvimento de um modelo da interação do patógeno com o cacaueiro. Neste contexto, propomos a realização de um amplo estudo estrutural de cristalografia por difração de raios-X e ressonância magnética nuclear de proteínas-chave para o processo patogênico dos fungos M. perniciosa e M. ro re ri identificados a partir do estudo de seus genomas e transcriptomas. Estas proteínas representam quatro grandes farrulias, conhecidas como Necrosis and Ethylene inducing Peptide (NEPs), Ceratoplataninas (CPs), Taumatinas (TLP) e Pathogenicity Related Proteins (PRl), além da Oxidase Alternativa (AOX). O projeto prevê também o uso do conhecimento estrutural para a geração de compostos líderes para o combate e controle das doenças descritas, através do uso de técnicas de busca virtual, docagem molecular e ensaios funcionais de inibição. O estudo dos mecanismos de funcionamento em nível molecular através do conhecimento da estrutura cristalográfica das proteínas propostas neste projeto tem grande interesse científico, uma vez que a descrição detalhada dos mesmos permitirá avançar no entendimento da estratégia de ação patogênica destes fungos. Uma vez que as proteínas alvos deste projeto estão também presentes em uma série de outros fungos, os quais ameaçam diversas culturas de interesse agronômico, o conhecimento gerado poderá ser facilmente estendido para o entendimento de outros mecanismos de patogenicidade. Do ponto de vista tecnológico, a combinação de diferentes técnicas, através do envolvimento de grupos com diferentes especialidades, permitirá uma abordagem molecular completa do problema da Vassoura-de-bruxa e da Monilíase com potencial para o oferecimento de ferramentas eficazes de combate à doença. (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)

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DARWICHE, RABIH; EL ATAB, OLA; BARONI, RENATA M.; TEIXEIRA, PAULO J. P. L.; MONDEGO, JORGE M. C.; PEREIRA, GONCALO A. G.; SCHNEITER, ROGER. Plant pathogenesis-related proteins of the cacao fungal pathogen Moniliophthora perniciosa differ in their lipid-binding specificities. Journal of Biological Chemistry, v. 292, n. 50, p. 20558-20569, DEC 15 2017. (10/51884-8, 12/07657-2, 09/50119-9)