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Revelando as relações entre relógio biológico, splicing alternativo e metabolismo da cana-de-açúcar

Processo: 15/10220-3
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 09 de outubro de 2015
Vigência (Término): 08 de outubro de 2016
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
Pesquisador responsável:Carlos Takeshi Hotta
Beneficiário:Luíza Lane de Barros Dantas
Supervisor no Exterior: John W. S. Brown
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo, SP, Brasil
Local de pesquisa : University of Dundee, Escócia  
Vinculado à bolsa:11/08897-4 - Caracterização do relógio biológico e seu impacto no metabolismo da cana-de-açúcar, BP.DR
Assunto(s):Metabolismo   Relógios biológicos   Cana-de-açúcar   Processamento alternativo

Resumo

O projeto de doutorado principal Caracterização do relógio circadiano e seu impacto sobre o metabolismo da cana-de-açúcar tem por objetivo: I) entender como o oscilador central do relógio biológico da cana-de-açúcar funciona e os mecanismos a ele associados; II) analisar o impacto relógio circadiano sobre o metabolismo da cana. Para alcançar esta caracterização, dois canaviais foram cultivados ao longo de 14 meses, sendo o primeiro semeado na estação seca e o segundo semeado na estação chuvosa. As amostras foram coletadas quando as plantas contavam 4 meses, 9 meses e 12 meses de idade, em diferentes épocas do ano. Os três tecidos amostrados para análise da expressão gênica e perfil global de transcriptoma foram: folha 1 (F1), entrenós 1/2 (E1/2), entrenó 5 (E5). Estes tecidos têm perfis fisiológicos distintos, com F1 sendo um tecido fotossinteticamente ativo, ou um tecido fonte de carboidratos, e os entrenós sendo tecidos drenos de carboidratos. E1/2 possui uma intensa atividade celular e E5 é considerado como o primeiro tecido de cana de acumular sacarose. Até agora, os transcritos com ritmos diurnos foram identificados através de microarranjos nas plantas com 9 meses e validados por PCR em tempo Real quantitativo (qPCR). qPCRs também foram realizadas nas canas do campo 1 com 4 meses para uma avaliação do perfil de expressão dos genes do relógio biológico em condições diurnas. Os resultados desses ensaios de expressão gênica revelaram que o relógio biológico dos tecidos dreno da cana está ativo e sincronizado com aquele do tecido fonte. Dados preliminares sugerem que os produtos da fotossíntese podem ser responsáveis por esta sincronia entre os relógios biológicos dos tecidos fonte e dreno. Além disso, a análise dos dados sugere que a cana detém a mais elevada proporção de transcritos expressos ritmicamente já encontrados em plantas, variando de 53% em F1 e 31% em E1/2 e 27% em E5. Além disso, os ensaios de qPCR revelaram uma expressão atrasada para ScLHY, provavelmente associada a efeitos de sombreamento entre plantas no canavial. (AU)

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