Desenvolvimento de modelos biológicos alternativos para o estudo de redes de regulação em cana-de-açúcar

• Processo: 11/00818-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Jovens Pesquisadores
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2011
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2015
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Carlos Takeshi Hotta
• Beneficiário: Carlos Takeshi Hotta
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Paulo
• Auxílio(s) vinculado(s): 14/50306-1 - Sinalização por açúcar e pelo relógio biológico em gramíneas, AP.BIOEN.R
• Bolsa(s) vinculada(s): 13/05301-9 - Estudo sobre as interações entre o relógio biológico e a dessecação em eucariotos fotossintetizantes., BP.DR; 13/08574-6 - Vias de sinalização por auxina e suas interações com o relógio biológico de cana-de-açúcar, BP.DR; 12/18122-2 - Transformação de Brachypodium distachyon com repórteres do relógio biológico da cana-de-açúcar, BP.IC; 11/08897-4 - Caracterização do relógio biológico e seu impacto no metabolismo da cana-de-açúcar, BP.DR
• Assunto(s): Indústria química Biocombustíveis Cana-de-açúcar Fisiologia vegetal Ritmos biológicos Ritmo circadiano Bioenergia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biocombustíveis | cana-de-açúcar | Fisiologia vegetal | redes de regulação | Relógio Biológico | ritmos circadianos | ritmos circadianos

Resumo

Uma das barreiras para o melhoramento da cana-de-açúcar é a escassez de informações sobre a sua biologia e a biologia das gramíneas, de forma geral. Uma das razões desta escassez é a dificuldade de se manter cana-de-açúcar como modelo biológico por causa de seu tamanho e longo ciclo de vida. Além disso, o cruzamento e a transformação da cana-de-açúcar são procedimentos tecnicamente difíceis e demorados, o que impede o uso em larga escala de técnicas de forward e reverse genetics. Diante destas dificuldades, este projeto tem como objetivo utilizar modelos biológicos alternativos como ferramentas para estudar redes de regulação da cana-de-açúcar. O projeto pretende utilizar Arabidopsis thaliana e Brachypodium distachyon como modelos principais e Setaria italica como modelos secundários. As vantagens dos modelos principais são os recursos disponíveis para a comunidade (protocolos padronizados, genoma sequenciado, bancos de vetor e mutantes, mapas genéticos, etc.) enquanto a vantagem do modelo secundário é a capacidade de se fazer fotossíntese C4. Além de utilizar modelos novos para o estudo da cana-de-açúcar, este projeto propõe o uso da proteína bioluminescente LUCIFERASE como repórter da atividade promotora. Este repórter permite a estimativa da atividade promotora de um gene de maneira não-destrutiva e pouco intrusiva. Estas novas ferramentas serão utilizadas para o estudo do relógio biológico de cana-de-açúcar. O relógio biológico é a rede de regulação responsável pela organização temporal do metabolismo dos seres vivos. Plantas sem o relógio biológico têm acumulam menos biomassa e possuem eficiência hídrica menor. Recentemente identificamos mais de dois mil genes de cana-de-açúcar controlados pelo relógio biológico, especialmente genes associados à fotossíntese e metabolismo de açúcares. Apesar do foco inicial no relógio biológico, este projeto irá aumentar o conjunto de ferramentas disponíveis para se estudar a cana-de-açúcar e possui o potencial de contribuir com outros projetos pertencentes ao BIOEN e ao Centro Paulista de Pesquisa em Bioenergia. (AU)

Publicações científicas

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(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)

DANTAS, LUIZA LANE BARROS; DOURADO, MAIRA MARINS; DE LIMA, NATALIA OLIVEIRA; CAVACANA, NATALE; NISHIYAMA, JR., MILTON YUTAKA; SOUZA, GLAUCIA MENDES; CARNEIRO, MONALISA SAMPAIO; CALDANA, CAMILA; HOTTA, CARLOS TAKESHI. Field microenvironments regulate crop diel transcript and metabolite rhythms. NEW PHYTOLOGIST, v. 232, n. 4, AUG 2021. (17/50326-0, 11/08897-4, 15/06260-0, 16/06740-4, 19/08534-0, 11/00818-8)

DANTAS, LUIZA L. B.; CALIXTO, CRISTIANE P. G.; DOURADO, MAIRA M.; CARNEIRO, MONALISA S.; BROWN, JOHN W. S.; HOTTA, CARLOS T.. Alternative Splicing of Circadian Clock Genes Correlates With Temperature in Field-Grown Sugarcane. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 10, DEC 23 2019. (15/10220-3, 15/06260-0, 11/00818-8, 11/08897-4)

ALVES-LIMA, CICERO; CAVACANA, NATALE; TEIXEIRA CHAVES, GUSTAVO ANTONIO; DE LIMA, NATALIA OLIVEIRA; STEFANELLO, ELIEZER; COLEPICOLO, PIO; HOTTA, CARLOS TAKESHI. Reference genes for transcript quantification in Gracilaria tenuistipitata under drought stress. JOURNAL OF APPLIED PHYCOLOGY, v. 29, n. 2, p. 731-740, APR 2017. (13/05301-9, 10/14893-9, 11/00818-8, 10/50193-1, 13/08574-6)

DE BARROS DANTAS, LUIZA LANE; ALMEIDA-JESUS, FELIPE MARCELO; DE LIMA, NATALIA OLIVEIRA; ALVES-LIMA, CICERO; NISHIYAMA-, JR., MILTON YUTAKA; CARNEIRO, MONALISA SAMPAIO; SOUZA, GLAUCIA MENDES; HOTTA, CARLOS TAKESHI. Rhythms of Transcription in Field-Grown Sugarcane Are Highly Organ Specific. SCIENTIFIC REPORTS, v. 10, n. 1, APR 16 2020. (11/08897-4, 11/00818-8, 15/06260-0, 13/05301-9, 16/06740-4)