A mitocôndria como elemento central na resposta a estresses em plantas

• Processo: 14/17634-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2014
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Vegetal
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Paulo Arruda
• Beneficiário: Pedro Paulo Augusto Fabiano Arantes Pereira Barreto
• Instituição Sede: Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Empresa: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG)
• Vinculado ao auxílio: 16/23218-0 - Centro de Pesquisa em Genômica Aplicada às Mudanças Climáticas, AP.PCPE
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/22745-9 - Descobrindo o impacto da superexpressão da UCP1 em cevada e sobre a estabilidade de fatores de transcrição responsivos a etileno do Grupo VII em Arabidopsis, BE.EP.PD 15/24881-1 - Descobrindo os efeitos da superexpressão da UCP1 durante a reprodução e sobre a estabilidade de fatores de transcrição responsivos a etileno do Grupo VII, BE.EP.PD
• Assunto(s): Metabolismo energético Zea mays Fatores de transcrição Regulação da expressão gênica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biogenese Mitocondrial | fatores de transcrição | Metabolismo energético | Resposta a estresse | Sinalização retrógrada | Zea mays | Regulação da expressão gênica

Resumo

A mitocôndria desempenha papel central na respiração aeróbica e no metabolismo energético em organismos complexos. O metabolismo energético mitocondrial por sua vez é a principal fonte de espécies reativas de oxigênio (ROS). Para lidar com a expressiva geração de ROS e suas consequências nocivas para o metabolismo celular como um todo, a mitocôndria controla um potente aparato antioxidante com reflexos na própria mitocôndria, no citoplasma e nas outras organelas celulares. Apesar de durante o processo evolutivo as mitocôndrias terem mantido seu próprio genoma, a maior parte das proteínas mitocondriais são codificadas pelo genoma nuclear, enquanto que o genoma mitocondrial codifica um pequeno numero de proteínas, incluindo parte daquelas envolvidas nos complexos da cadeia de transporte de elétrons (CTE). Assim, alterações no metabolismo mitocondrial ditadas pelos processos de diferenciação e desenvolvimento ou adaptação a condições ambientais adversas, requerem uma estreita comunicação entre a mitocôndria, o núcleo, e outros compartimentos celulares. Em plantas, os elementos regulatórios envolvidos nesse processo ainda são pouco conhecidos. Recentemente demonstramos que a superexpressão da proteína desacopladora mitocondrial 1 (UCP1) em plantas de tabaco (Nicotiana tabacum) induz o processo de biogênese mitocondrial, altera a morfologia mitocondrial e amplifica uma extensa resposta anti-estresses. Com isso as plantas superexpressando UCP1 apresentam significativa melhora na performance biológica sob diversas condições de estresses abióticos. Neste projeto propomos identificar genes candidatos que interfiram na comunicação entre a mitocôndria e outros compartimentos celulares visando à produção de plantas de milho (Zea mays) mais resistentes a estresses abióticos. (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)

BARRETO, PEDRO; OKURA, VAGNER; PENA, IZABELLA A.; MAIA, RENATO; MAIA, IVAN G.; ARRUDA, PAULO. Overexpression of mitochondrial uncoupling protein 1 (UCP1) induces a hypoxic response in Nicotiana tabacum leaves. Journal of Experimental Botany, v. 67, n. 1, p. 301-313, JAN 2016. (12/00235-5, 14/17634-5, 14/24183-0)

BARRETO, PEDRO; YASSITEPE, JULIANA E. C. T.; WILSON, ZOE A.; ARRUDA, PAULO. Mitochondrial Uncoupling Protein 1 Overexpression Increases Yield in Nicotiana tabacum under Drought Stress by Improving Source and Sink Metabolism. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 8, NOV 1 2017. (14/17634-5)

ARRUDA, PAULO; BARRETO, PEDRO. Lysine Catabolism Through the Saccharopine Pathway: Enzymes and Intermediates Involved in Plant Responses to Abiotic and Biotic Stress. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 11, MAY 21 2020. (16/23218-0, 14/17634-5)

BARRETO, PEDRO; DAMBIRE, CHARLENE; SHARMA, GUNJAN; VICENTE, JORGE; OSBORNE, RORY; YASSITEPE, JULIANA; GIBBS, DANIEL J.; MAIA, IVAN G.; HOLDSWORTH, MICHAEL J.; ARUDA, PAULO. Mitochondrial retrograde signaling through UCP1-mediated inhibition of the plant oxygen-sensing pathway. Current Biology, v. 32, n. 6, p. 14-pg., 2022-03-28. (15/24881-1, 14/17634-5, 16/23218-0, 17/22745-9)