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

Processo: 15/15419-2
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
Vigência (Início): 30 de agosto de 2015
Vigência (Término): 29 de agosto de 2016
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
Pesquisador responsável:Marie-Anne van Sluys
Beneficiário:Andréia Prata Vieira
Supervisor no Exterior: Michael Andrew Lawton
Instituição-sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Local de pesquisa : 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

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)

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