Construção de plantas modelo para o estudo funcional de variantes do gene THI1 de cana-de-açúcar

• Processo: 15/15419-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 30 de agosto de 2015
• Data de Término da vigência: 29 de agosto de 2016
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Marie-Anne Van Sluys
• Beneficiário: Andréia Prata Vieira
• Supervisor: Michael Andrew Lawton
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Rutgers The State University of New Jersey, New Brunswick, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 15/05058-2 - Homólogos a At-thi1 em cana-de-açúcar: estudo molecular e funcional, BP.DD
• Assunto(s): Cana-de-açúcar Tiamina Proteínas de Arabidopsis Arabidopsis thaliana Mutação Recombinação homóloga Physcomitrella patens Brachypodium distachyon Sistemas CRISPR-Cas CRISPR-Cas9
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Brachypodium distachyon | cana-de-açúcar | estudo funcional | Modelo knockout | Physcomitrella patens | thi1 | Botânica

Resumo

Cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é uma monocotiledônea de metabolismo C4 e é uma uma importante cultura tropical cultivada para a produção de sacarose. O gene thi1 foi o primeiro gene a ser reportado da rota da biossíntese de tiamina em plantas. A proteína THI1 é conhecida por estar envolvida na síntese do anel de tiazol, um componente da tiamina (Vitamina B1), que é um co-fator essencial para diversas vias metabólicas de carboidratos e aminoácidoas. Enquanto em Arabidopsis thaliana e outras plantas thi1 é um gene de cópia única, cana-de-açúcar tem duas cópias, assim como outra gramíneas C4 com genoma sequenciado. Resultados anteriores mostraram que cada uma das duas cópias apresentam diferenças no perfil de expressão. Isso, combinado com o fato que o mutante thi1 de A. thaliana acumula sacarose nos tecidos, leva à importância de se estudar os homólogos de cana-de-açúcar. Um ensaio de complementação utilizando uma levedura auxotrófica para tiamina não foi conclusivo sobre a função desse gene, isso provavelmente por que o ensaio utilizou um organismo heterólogo. Portanto, o objetivo deste projeto é construir duas plantas modelos mutadas para thi1, que possam ser utilizadas para melhora analisar a função dos cópias de thi1 de cana-de-açúcar (sc-thi1.1 e sc-thi1.2). Physcomitrella patens e Brachypodium distachyon serão as plantas utilizadas. P. patens é um musgo usado como organismo modelo para estudos em plantas já que compartilha processos genéticos e fisiológicos fundamentais com plantas vasculares e tem vantagens no cultivo com base em seu tamanho e curto ciclo de vida. B. distachyon é uma gramínea relacionada com a maioria dos cereais e é utilizado como modelo, uma vez que tem um genoma relativamente pequeno, ciclo de vida curto e pequeno porte. Para construir os mutantes thi1 para estas plantas, duas tecnologias diferentes serão aprendidas e aplicadas - A recombinação homóloga para P. patens, e tecnologia CRISPR/Cas9 P. patens e B. distachyon. (AU)