Septinas de Magnaporthe oryzae: uma abordagem estrutural

• Processo: 22/00152-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
• Pesquisador responsável: Richard Charles Garratt
• Beneficiário: Luis Alberto Valverde Fernández
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 20/02897-1 - Filamentos de septinas: estrutura, polimerização e atuação em patologias, AP.TEM
• Assunto(s): Biologia estrutural Septinas Magnaporthe Brusone
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biologia Estrutural | brusone do arroz | Complexo proteico | filamento protéico | Magnaporthe oryzae | septinas | biologia estrutural

Resumo

Há mais de 50 anos, septinas foram descritos pela primeira vez em Saccharomyces cerevisiae. Incialmente, estudos mostraram que formavam um colar no pescoço da célula-mãe em brotamento, que era importante para o recrutamento de proteínas para a citocinese. Hoje, sabe-se que as septinas são ubíquas em fungos e animais, podendo estar envolvido em muitos processos importantes na célula além da citocinese, como por exemplo fagocitose, ciliogênese, polarização celular e morfogênese além de outros que exigem reestruturação da membrana e/ou estruturas de suporte. Um exemplo dramático é visto em Magnaporthe oryzae que é o agente causador da brusone do arroz, a doença mais devastadora que acomete o arroz cultivado. Para invadir o hospedeiro, o fungo desenvolve uma estrutura celular especializada chamada apressório, que permite a entrada do fungo no tecido da planta. Os apressórios geram uma enorme pressão de turgor interno que cria a força necessária para romper fisicamente a cutícula da planta. Uma rede de filamentos de actina toroidal se forma na base do apressório e essa rede é estruturada por meio de quatro septinas (sep3, sep4, sep5 e sep6), que formam uma estrutura de anel dinâmica, que se colocaliza com a os filamentos de actina. As septinas, portanto, fornecem a rigidez cortical e a curvatura da membrana necessárias para a protrusão de uma cavilha de penetração rígida para romper a superfície da folha. Devido ao papel extraordinário que as septinas desempenham na formação do apressório, informações estruturais a seu respeito serão de grande valor, inclusive para o desenvolvimento de eventuais compostos para retardar a brusone. Os objetivos desta proposta são caracterização estrutural das septinas de M. oryzae, individualmente e de seus complexos. Diferentes construções das septinas principais serão expressas usando sistemas de expressão heteróloga em bracteria para a caracterização peliminar (estado de oligomerização, conteúdo de nucleotídeo, atividade hidrolítica etc.). As proteinas purificadas serão usadas para experimentos de cristalização ou individualmente ou em combinações guiadas pelo conhecimento atual sobre o arranjo encontrado em S. Cerevisiae. Estuturas serão determinadas usando metodologias convencionais. Em paralelo, ensaios de microscopia eletrônica por contrastação negativa serão feitos para confirmar a organização dos complexos e, em seguida, crio-EM, se factível, para determinar as suas estuturas. (AU)