Busca avançada
Ano de início
Entree

Caracterização funcional do gene Target of Rapamycin using Setaria como planta modelo: dissecando o papel da via TOR regulando crescimento e metabolismo em plantas C4

Processo: 14/07918-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de julho de 2014
Vigência (Término): 05 de março de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
Convênio/Acordo: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Pesquisador responsável:Camila Caldana
Beneficiário:Valéria Mafra Cota
Instituição-sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:12/19561-0 - Regulação do crescimento pela via Target of rapamycin (TOR) em plantas, AP.BIOEN.JP
Assunto(s):Setaria (planta)

Resumo

A biomassa vegetal é uma fonte renovável promissora na produção de biocombustíveis e outros bio-materiais de interesse da indústria. A produção de biomassa vegetal está intimamente relacionada com o crescimento das plantas e este por sua vez é controlado por uma complexa rede de regulação que integra diferentes sinais externos e internos para promover o crescimento. Dentre os fatores genéticos que coordenam o crescimento em plantas, a via da quinase Target of Rapamycin (TOR) tem sido considerada um dos principais reguladores do crescimento. Na planta modelo Arabidopsis, estudos funcionais com linhagens mutantes RNAi para silenciamento condicional do gene TOR têm demonstrado que existe uma correlação entre o aumento da expressão de TOR e o crescimento. O silenciamento de TOR nessas linhagens RNAi promoveu uma série de alterações no metabolismo afetando drasticamente o crescimento. Essas linhagens por sua vez, acumularam mais substâncias de reserva, neste caso, o amido e triacilgliceróis. Esses resultados sugerem que TOR em plantas não só controla o crescimento mas também influencia na partição do carbono e no metabolismo energético. Outros estudos têm demonstrado que a via TOR em Arabidopsis responde à disponibilidade de nutrientes, ao status energético da planta, à presença de hormônios e em condições de estresse. Em resposta a estes estímulos, algumas proteínas efetoras downstream da quinase TOR têm sido caracterizadas. Estes efetores são substratos fosforilados por TOR, e quando ativos, desencadeiam uma determinada resposta celular. Recentemente, estudos com a via TOR em Arabidopsis tem demonstrado que a via TOR, além da ativação de proteínas, coordena uma rede complexa de genes para ajustar o metabolismo e o crescimento de plantas em resposta aos diversos estímulos. Apesar dos avanços recentes em desvendar o papel da via TOR em plantas usando Arabidopsis como modelo, estima-se que muitos dos reguladores upstream da via, bem como os substratos protéicos fosforilados por TOR e alvos gênicos controlados transcricionalmente são ainda desconhecidos. Além disso, esses estudos da via TOR no controle do crescimento em Arabidopsis abrem novas perspectivas em explorar a via TOR para o controle do crescimento em outras espécies de plantas, tais como as espécies fotossintéticas C4 e outras espécies de planta não-modelo. Neste sentido, este projeto objetiva investigar como a via TOR regula o metabolismo para controle do crescimento e acúmulo de biomassa em plantas C4 usando Setaria como espécie modelo. Para isto, nós iremos inicialmente avaliar a modulação no transcriptoma de plantas de Setaria na presença de dois inibidores químicos da via TOR, a rapamicina e o AZD-8055. Usando o sequenciamento Illumina, nós pretendemos identificar os transcritos afetados pela inibição da via TOR em um experimento em série temporal e usar estas informações para reconstrução da rede de regulação gênica mediada por TOR em Setaria. Para complementar os resultados obtidos com o RNA-seq, nós propomos a caracterização funcional do gene TOR de Setaria. Plantas transgênicas de Setaria com superexpressão e silenciamento condicional do gene TOR serão geradas e diferentes parâmetros fisiológicos e moleculares relacionados com o crescimento serão avaliados. Com estes resultados em Setaria, nós esperamos acrescentar novas informações sobre a regulação transcricional mediada pela via TOR em plantas e fornecer ferramentas para estudos funcionais da via TOR no controle do crescimento e acúmulo de biomassa em outras espécies C4, tais como a cana-de-açúcar, o milho e sorgo, os quais constituem nas espécies energéticas mais importantes para a produção de biocombustíveis de primeira e segunda geração. (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)
MONTE-BELLO, CAROLINA C.; ARAUJO, ELIAS F.; MARTINS, MARINA C. M.; MAFRA, VALERIA; DA SILVA, VIVIANE C. H.; CELENTE, VIVIANE; CALDANA, CAMILA. A Flexible Low Cost Hydroponic System for Assessing Plant Responses to Small Molecules in Sterile Conditions. JOVE-JOURNAL OF VISUALIZED EXPERIMENTS, n. 138 AUG 2018. Citações Web of Science: 0.
MARTINS, POLYANA KELLY; MAFRA, VALERIA; DE SOUZA, WAGNER RODRIGO; RIBEIRO, ANA PAULA; VINECKY, FELIPE; BASSO, MARCOS FERNANDO; DIAS BRITO DA CUNHA, BARBARA ANDRADE; KOBAYASHI, ADILSON KENJI; CORREA MOLINARI, HUGO BRUNO. Selection of reliable reference genes for RT-qPCR analysis during developmental stages and abiotic stress in Setaria viridis. SCIENTIFIC REPORTS, v. 6, JUN 20 2016. Citações Web of Science: 32.

Por favor, reporte erros na lista de publicações científicas escrevendo para: cdi@fapesp.br.