Caracterização do relógio biológico em tecidos fotossintéticos de plantas C4

• Processo: 16/06740-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Carlos Takeshi Hotta
• Beneficiário: Natalia Oliveira de Lima
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Expressão gênica Transcrição genética Relógios biológicos Ritmo circadiano Plantas Reação em cadeia por polimerase (PCR)
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Estrutura hierarquica | expressão gênica | Fotossíntese C4 | Relógio Biológico | ritmos circadianos | Setaria viridis | Relógio Molecular de Plantas

Resumo

O relógio biológico é um mecanismo regulatório molecular sincronizado com variáveis ambientais a fim de medir ciclos diurnos e sazonais. Nas plantas, sabe-se que o relógio biológico regula grande parte do metabolismo, incluindo a fotossíntese. Além de genes relacionados à fotossíntese, genes do cloroplasto também estão sujeitos ao controle circadiano. Recentemente, foi descoberta a expressão de genes do relógio biológico não é idêntica em todas as células da planta: amostras enriquecidas de vasculatura e mesófilo apresentam perfis de expressão gênica de elementos centrais do oscilador circadiano que são diferentes entre si, como AtLHY e AtTOC1. Outros estudos sugerem uma estrutura hierárquica. Este projeto tem como objetivo investigar a regulação da transcrição de genes da fotossíntese C4 e do relógio biológico em folhas inteiras e em células específicas (mesófilo, bainha do feixe vascular e vasculatura) de Setaria viridis e cana-de-açúcar, que são plantas de interesse científico e econômico, respectivamente. Espécies C4 possuem o aparato fotossintético distribuído e coordenado entre o mesófilo e bainha do feixe vascular. Portanto, é possível que exista algum grau de acoplamento entre os relógios biológicos dos dois tecidos. Para tanto, serão aprimorados métodos de separação de tecidos vegetais para esses organismos e serão realizadas PCR em tempo real para verificar os ritmos circadianos da expressão de genes de interesse para a fotossíntese e relógio biológico. Culturas C4 representam muitas das mais produtivas do mundo, como milho, sorgo e cana-de-açúcar, sendo de interesse econômico desvendar aspectos moleculares que auxiliem no aumento da produtividade destes tipos de plantas.

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)

DE BARROS DANTAS, LUIZA LANE; ALMEIDA-JESUS, FELIPE MARCELO; DE LIMA, NATALIA OLIVEIRA; ALVES-LIMA, CICERO; NISHIYAMA-, JR., MILTON YUTAKA; CARNEIRO, MONALISA SAMPAIO; SOUZA, GLAUCIA MENDES; HOTTA, CARLOS TAKESHI. Rhythms of Transcription in Field-Grown Sugarcane Are Highly Organ Specific. SCIENTIFIC REPORTS, v. 10, n. 1, APR 16 2020. (11/08897-4, 11/00818-8, 15/06260-0, 13/05301-9, 16/06740-4)

DANTAS, LUIZA LANE BARROS; DOURADO, MAIRA MARINS; DE LIMA, NATALIA OLIVEIRA; CAVACANA, NATALE; NISHIYAMA, JR., MILTON YUTAKA; SOUZA, GLAUCIA MENDES; CARNEIRO, MONALISA SAMPAIO; CALDANA, CAMILA; HOTTA, CARLOS TAKESHI. Field microenvironments regulate crop diel transcript and metabolite rhythms. NEW PHYTOLOGIST, v. 232, n. 4, AUG 2021. (17/50326-0, 11/08897-4, 15/06260-0, 16/06740-4, 19/08534-0, 11/00818-8)