Centro de Pesquisa em Genômica Aplicada a Mudanças Climáticas

• Processo: 19/25388-8
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Vigência (Início): 01 de fevereiro de 2020
• Vigência (Término): 31 de janeiro de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética
• Pesquisador responsável: Paulo Arruda
• Beneficiário: Fernanda Stussi Duarte Lage
• Instituição-sede: Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/23218-0 - Centro de Pesquisa em Genômica Aplicada às Mudanças Climáticas, AP.PCPE
• Assunto(s): Biologia computacional Biologia molecular Produção agrícola Mudança climática Estresse abiótico Estresse ambiental Manejo ambiental Plantas Velloziaceae

Resumo

As mudanças climáticas globais, o crescimento populacional e o aumento da demanda pela produção de alimentos impõem cada vez mais a exploração de ambientes marginais para a produção agrícola. Estes ambientes estão constantemente submetidos a estresses abióticos, como temperaturas extremas, níveis extremos de disponibilidade de água e baixa concentração de nutrientes no solo. O desafio colocado é desenvolver novas variedades e novas técnicas de manejo para garantir a produtividade agrícola frente aos estresses ambientais naturais e aqueles impostos pelas mudanças climáticas. Neste projeto, serão utilizadas ferramentas modernas de bioinformática e técnicas computacionais avançadas para investigarmos o papel do quinoma das plantas na regulação das respostas a estresses abióticos. Além dos genomas e transcriptomas de plantas cultivadas serão utilizados também, e principalmente, genomas de plantas tolerantes a extremofilia e dessecação. Estas representam fonte central de informação para alimentar o pipeline de descoberta de genes do GCCRC. Plantas pertencentes a família Velloziaceae estão tendo seus genomas e transcriptomas sequenciados e os dados gerados serão utilizados como fonte de informação para este projeto. O foco no quinoma justifica-se pelo fato deste congregar uma miríade de mecanismos regulatórios pós-traducionais associados a praticamente todas as funções biológicas. Através da fosforilação de substratos proteicos as quinases regulam cascatas de sinalização que influenciam positiva ou negativamente a expressão gênica. Esta, no final determinará o conjunto de funções necessárias para o correto funcionamento dos organismos e também para resposta celular e molecular das mudanças ambientais. O quinoma das plantas congrega entre 1.000 e 2.000 proteínas quinases, sendo que as quinases do tipo receptor (RLKs, do inglês Receptor Like Kinases) representam entre 60 a 70% destas. A análise global do quinoma das plantas nos dará uma visão geral de como as plantas percebem as variações ambientais, sobretudo aquelas relacionadas a condições de estresses, e permitirá estabelecermos estratégias para a obtenção de prova de conceito para genes e moléculas. Para isso, os quinomas das Velloziaceae serão detalhadamente anotados, comparados com os quinomas de culturas agrícolas, como milho e soja e as diferenças investigadas para funções, sobretudo ausentes nos genomas das plantas cultivadas. A expressão diferencial do quinoma das Velloziaceae amostradas, em seus ambientes naturais e em diferentes períodos, incluindo restrição hídrica, hidratação normal, diferentes solos, entre outros, será investigada em detalhe com o objetivo de identificarmos quinases e potencialmente associadas a resposta a estresses abióticos. No final, espera-se que esse estudo forneça resultados de qualidade para alimentarmos o pipeline de descoberta de genes do GCCRC.