Sinalização por açúcar e pelo relógio biológico em gramíneas

• Processo: 14/50306-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2014
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2016
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Acordo de Cooperação: University of Cambridge
• Pesquisador responsável: Carlos Takeshi Hotta
• Beneficiário: Carlos Takeshi Hotta
• Pesquisador Responsável no exterior: Alexander A. R. Webb
• Instituição Parceira no exterior: University of Cambridge, Inglaterra
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 11/00818-8 - Desenvolvimento de modelos biológicos alternativos para o estudo de redes de regulação em cana-de-açúcar, AP.BIOEN.JP
• Assunto(s): Gramíneas Cana-de-açúcar Metabolismo vegetal Relógios biológicos Ritmo circadiano Bioenergia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biologia Molecular

Resumo

O relógio biológico é uma via de sinalização que codifica informação temporal. Esta via permite que o metabolismo e a fisiologia das plantas se sincronizem com mudanças ambientais rítmicas, o que aumenta a sua biomassa. Recentemente, uma nova via foi descrita na qual açúcares derivados da fotossíntese regulam o relógio biológico através de um "amanhecer metabólico". Além desta via, açúcares regulam o relógio biológico ao longo prazo através de GIGANTEA (GI). O objetivo deste projeto é estabelecer um consórcio entre o Brasil e Reino Unido dedicado a transferir o conhecimento sobre a regulação metabólica do sistema circadiano da planta modelo Arabidopsis para gramíneas, em particular, a cana-de-açúcar e as gramíneas modelo Brachypodium distachyon e Seta ria italica. A cana-de-açúcar possui um relógio biológico robusto que controla uma grande porção de seus transcritos, uma porção maior que em outras plantas. No entanto, grande parte do que se sabe do relógio biológico foi estudado em Arabidopsis. A cana-de-açúcar comercial pode armazenar grandes quantidades de sacarose em seus colmos. A sacarose armazenado, no entanto, inibe a atividade fotossintética, limitando a sua habilidade de acumular biomassa, No entanto, não se sabe se a sacarose pode regular o relógio biológica da cana- de-açúcar ou de outras gramíneas. Como os ortólogos dos genes de Arabidopsis necessários para a sinalização circadiana por açúcares está presente em gramíneas, consideramos que é urgente estudar como açúcares e o relógio biológico interagem nestes sistemas. A natureza da sinalização por açúcares e pelo relógio biológica em gramíneas, e como elas interagem, poderá trazer informações sobre como poderíamos aumentar a produtividade neste grupo, que inclui outros cultivares importantes, como trigo, cevada, arroz, milho, sorgo e cana-de-açúcar. (AU)