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Desenvolvimento de uma ferramenta de bioinformática para integração das escalas de transcrição gênica, proteômica e fisiologia utilizando sorgo e cana-de-açúcar como sistemas modelos

Processo: 13/24205-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2013
Vigência (Término): 31 de março de 2017
Área do conhecimento:Interdisciplinar
Convênio/Acordo: Microsoft Research
Pesquisador responsável:Marcos Silveira Buckeridge
Beneficiário:Amanda Rusiska Piovezani
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Empresa:Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Biociências (IB)
Vinculado ao auxílio:11/52065-3 - Uso da abordagem de biologia de sistemas para desenvolver um modelo de funcionamento em plantas, AP.PITE
Assunto(s):Biologia computacional   Transcrição genética   Proteômica   Sorgo   Cana-de-açúcar

Resumo

Por serem sésseis, as plantas não têm capacidade de escapar em busca de áreas com melhores condições para sua adaptação. Por este motivo, as plantas respondem ao ambiente através de diversos mecanismos que foram selecionados ao longo da evolução. Tais mecanismos são dependentes de respostas sistêmicas que abrangem desde a expressão dos genes até a resposta fisiológica. As respostas das plantas ao ambiente estão fortemente relacionadas à flexibilidade de seus programas genéticos, bem como à flexibilidade metabólica que seus tecidos apresentam ao nível celular. A forma que estes padrões gênicos e metabólicos redundam em outras células, gerando reações orquestradas que refletem em um padrão de comportamento em diferentes níveis organizacionais (tecido, órgão e planta como um todo) também são de extrema importância para a resposta da planta ao ambiente. Embora diversas técnicas já tenham sido desenvolvidas para o entendimento de como a expressão dos genes interagem entre si e entre proteínas ou metabólitos, ainda não existem técnicas que permitam a interação destes níveis organizacionais com o nível fisiológico e morfológico nas plantas. Dessa forma, este projeto visa desenvolver uma ferramenta de bioinformática para integração das escalas de transcrição gênica, proteômica e fisiologia utilizando sorgo e cana-de-açúcar como sistemas modelos. Serão utilizados dados de transcritoma (RNAseq), proteoma (proteômica quantitativa), bioquímicos (atividades enzimáticas) e dados sobre as alterações que ocorrem nas parede celulares existentes no laboratório sobre o desenvolvimento de raízes de cana-de-açúcar para integrar os padrões de expressão gênica e de expressão de proteínas de forma a ganhar previsibilidade entre as diferentes escalas. Posteriormente, essa ferramenta será testada a partir de um conjunto de dados de transcritoma e proteoma, metaboloma e fisiologia de sorgo. Com isso, espera-se ser possível utilizá-la para compreender a integração sistêmica em plantas de forma a conseguir obter previsões de comportamento fisiológico - pelo menos para certos subsistemas - que avancem a capacidade de previsão de repostas de plantas às variações ambientais.Palavras-chave: Integração de escalas, subsistemas vegetais. (AU)