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Relógios biológicos específicos em órgãos e tecidos de gramíneas C4

Processo: 15/06260-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
Vigência: 01 de dezembro de 2015 - 31 de maio de 2018
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
Assunto(s):Cana-de-açúcar  Fisiologia molecular  Sacarose  Ritmo circadiano  Fotossíntese  Bioenergia 

Resumo

O objetivo deste projeto é caracterizar os relógios biológicos de diferentes órgãos e tecidos de gramíneas C4 e investigar suas interações. Como objetivos secundários, propomos: Caracterizar ritmos circadianos e diurnos no mesófilo, nas células da bainha em cana-de-açúcar, e Setaria viridis; Caracterizar as diferenças entre os relógios biológicos presente nas folhas e nos entrenós 1/2 e 5 e investigar a sinalização à longa distância entre o relógio biológico das folhas e o relógio biológico dos entrenós. O relógio biológico é uma via de sinalização que codifica a hora do dia. O relógio biológico é composto por fatores de transcrição que auto-regulam sua expressão gênica, formando múltiplas alças de feedback. O relógio biológico otimiza as interações das plantas com eventos ambientais rítmicos. Arabidopsis thaliana com alterações no relógio biológico acumulam menos biomassa, possuem menos clorofila e possuem eficiência hídrica reduzida. Um dos grandes desafios na área é entender de forma detalhada como o relógio biológico contribui com o aumento de produtividade nestas plantas. Um aspecto pouco estudado do relógio biológico, mas que vem emergindo como tendência, é o seu papel no controle de genes de maneira tecido-específica. Sempre se acreditou que os relógios biológicos presentes nas células são independentes entre si em plantas. No entanto, estudos recentes sugerem um quadro diferente: ao se medir ritmos circadianos no mesófilo e no tecido vascular de folhas de Arabidopsis, verificou-se que o relógio biológico do tecido vascular não só tem características distintas do relógio biológico do mesófilo, mas que ele também regula os ritmos nestes tecidos. Diante deste novo paradigma, com relógios biológicos especializados que se comunicam, e se regulam, três questões importantes surgem na área: a) Qual a natureza das diferenças entre os relógios biológicos? b) Como os diferentes relógios biológicos se comunicam entre si? c) Como relógios biológicos especializados podem contribuir com a produtividade de uma planta? Em nosso grupo, acreditamos que a cana-de-açúcar, e outras plantas C4, podem ser um modelo biológico adequado para avançarmos nestas questões. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Revista Pesquisa FAPESP sobre o auxílio::
Mais atenção ao tempo das plantas 
Os ritmos internos da cana 
Um relógio com muitos ponteiros 
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Publicações científicas (7)
(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)
FRANK, ALEXANDER; MATIOLLI, CLEVERSON C.; VIANA, AMERICO J. C.; HEARN, TIMOTHY J.; KUSAKINA, JELENA; BELBIN, FIONA E.; NEWMAN, DAVID WELLS; YOCHIKAWA, ALINE; CANO-RAMIREZ, DORA L.; CHEMBATH, ANUPAMA; et al. Circadian Entrainment in Arabidopsis by the Sugar-Responsive Transcription Factor bZIP63. Current Biology, v. 28, n. 16, p. 2597+, . (08/52071-0, 15/06260-0)
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, . (11/08897-4, 13/05301-9, 16/06740-4, 11/00818-8, 15/06260-0)
VIANA, AMERICO J. C.; MATIOLLI, CLEVERSON C.; NEWMAN, DAVID W.; VIEIRA, JOAO G. P.; DUARTE, GUSTAVO T.; MARTINS, MARINA C. M.; GILBAULT, ELODIE; HOTTA, CARLOS T.; CALDANA, CAMILA; VINCENTZ, MICHEL. he sugar-responsive circadian clock regulator bZIP63 modulates plant growt. NEW PHYTOLOGIST, v. 231, n. 5, p. 1875-1889, . (19/25993-9, 15/06260-0, 08/52071-0, 18/25710-4, 14/04117-2, 12/09351-8)
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, . (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, . (15/10220-3, 15/06260-0, 11/00818-8, 11/08897-4)
ALESSIO, VALTER MIOTTO; CAVACANA, NATALE; DE BARROS DANTAS, LUIZA LANE; LEE, NAYOUNG; HOTTA, CARLOS TAKESHI; IMAIZUMI, TAKATO; MENOSSI, MARCELO. The FBH family of bHLH transcription factors controls ACC synthase expression in sugarcane. Journal of Experimental Botany, v. 69, n. 10, p. 2511-2525, . (15/06260-0, 13/07914-8, 13/15576-5)
ALVES-LIMA, CICERO; AZEVEDO TEIXEIRA, ANDRE REIS; HOTTA, CARLOS TAKESHI; COLEPICOLO, PIO. A cheap and sensitive method for imaging Gracilaria (Rhodophyta, Gracilariales) growth. JOURNAL OF APPLIED PHYCOLOGY, v. 31, n. 2, p. 885-892, . (13/05301-9, 15/06260-0, 16/06931-4)

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