Investigação do papel das peroxiredoxinas e do ascorbato no desenvolvimento e germinação das sementes de Arabidopsis thaliana

• Processo: 21/14830-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 10 de março de 2023
• Vigência (Término): 09 de março de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica
• Pesquisador responsável: Luis Eduardo Soares Netto
• Beneficiário: Ana Luiza Dorigan de Matos Furlanetto
• Supervisor: Markus Schwarzlander
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Local de pesquisa: University of Munster, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 19/15924-0 - Sistemas antioxidantes em sementes: Funções de 1-Cys Peroxirredoxinas e ascorbato durante o desenvolvimento embrionário e germinação., BP.PD
• Assunto(s): Bioquímica vegetal Biologia molecular Técnicas biossensoriais Peróxido de hidrogênio Ascorbato oxidase Sementes Arabidopsis thaliana
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: ascorbate | Biosensor | H2O2 | Peroxiredoxin | redox proteomics | seeds | Bioquímica vegetal e Biologia molecular

Resumo

Em baixos níveis, ROS e especialmente o H2O2, podem induzir a sinalização redox baseada em tióis, desencadeando vias de sinalização que regulam importantes processos fisiológicos. Em plantas, a 1-Cys PRX (PER1) é uma enzima altamente eficiente na redução do H2O2 que está altamente presente em sementes mais especificamente no núcleo dessas células. A expressão PER1 é espacial e temporalmente restrita a fase de germinação da semente. Recentemente, foi descrito que em sementes de A. thaliana PER1 regularia a dormência primária e reduz a germinação, através da supressão do catabolismo de ABA e biossíntese de GA (Chen et al., 2019). O mecanismo no qual PER1 regula a germinação é elusivo, mas provavelmente envolve o controle dos níveis de H2O2 e a ativação de um mecanismo redox de tiol que ocorre na primeira hora de embebição das sementes (Nietzel et al., 2020). Neste estágio inicial do desenvolvimento da semente, a sinalização hormonal ainda não está operando (Nietzel et al., 2020). Nossa hipótese é que o ascorbato pode estar envolvido no desenvolvimento das sementes já que é o único redutor descto para PER1 até o momento (Monteiro et al., 2007; Anschau et al., 2020).Portanto, o objetivo principal do projeto é investigar os papéis fisiológicos do ascorbato e da PER1 no desenvolvimento de sementes do modelo experimental A. thaliana. Além disso, outras questões relevantes que pretendemos abordar são: (i) as identidades do(s) redutor(es) biológico(s) da PER1; (ii) identificação de possíveis parceiros PER1; (iii) análise do estado oxidativo de AtPER1 e níveis de expressão durante os diferentes estágios de desenvolvimento e germinação da semente e (iv) análise proteômica do painel redox de tióis cisteínas operantes no núcleo/citosol por proteína redox em plantas WT e mutantes knockout de PER1. Também pretendemos realizar análises similares em mutantes deficientes na biossíntese do ascorbato. Para investigar esses objetivos planejamos este estágio BEPE para o laboratório do Dr. Markus Schwärzlander (Universidade de Münster - Alemanha) um especialista em estudos de sementes empregando e desenvolvendo biosensores in vivo de proteínas fluorescentes geneticamente codificados. Dessa forma os compartimentos celulares são preservados. Além disso, também pretendemos realizar proteômicas quantitativas de tiol redox por iodoTMT em mutantes de PER1 e WT com a parceria da Drª Iris Finkemeiera (Universidade de Münster - Alemanha), colaboradora do Drº Schwärzlander. (AU)