Estudo da comunicação planta-planta mediada por miRNAs extracelulares (ExmiRNAs) e sua modulação no desenvolvimento vegetal

• Processo: 25/07273-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2029
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Vegetal
• Pesquisador responsável: Fabio Tebaldi Silveira Nogueira
• Beneficiário: Pollyanna Castilho
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Assunto(s): Arabidopsis Vesículas extracelulares
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Arabidopsis | Extracellular miRNAs | extracellular vesicles | naked miRNAs | Tomato | Genética molecular de plantas

Resumo

MicroRNAs (miRNAs) são pequenos RNAs não codificantes que regulam diversos aspectos do desenvolvimento vegetal. Alguns miRNAs são móveis e podem ser secretados e absorvidos por plantas vizinhas, classificando-os como miRNAs extracelulares (ExmiRNAs). Em particular, miR156 e miR172 foram detectados fora dos tecidos de arabidopsis (Arabidopsis thaliana), sugerindo seu potencial como candidatos à ExmiRNAs. Embora os mecanismos subjacentes à exportação e a absorção de ExmiRNA permaneçam pouco compreendidos, estudos recentes apontam para vesículas extracelulares (EVs) como mediadoras do transporte de RNA entre organismos. Ainda que duas classes distintas de EVs em plantas - EVs positivas para PEN1 e TET8 - possam transportar ExmiRNAs (incluindo miR156 e miR172), seu papel na comunicação planta-planta ainda é desconhecido. Além disso, foi relatado recentemente que a aplicação exógena de miRNAs "naked" (não associados a EVs) é suficiente para induzir a degradação do mRNA via RNA de interferência (RNAi) em arabidopsis. Assim, é possível que tanto os miRNAs associados a EV quanto os não associados a EV sejam importantes reguladores da comunicação planta-planta. Este projeto visa investigar como os ExmiRNAs, particularmente miR156 e miR172, influenciam o desenvolvimento de plantas em arabidopsis e tomateiro (Solanum lycopersicum) cultivadas em condições hidropônicas, e explorar o envolvimento de EVs nesse processo. Para tanto, linhagens de arabidopsis com superexpressão de miRNAs e depletadas em EVs estão sendo desenvolvidas. Essas linhagens serão cocultivadas com diferentes genótipos em hidroponia, e as plântulas serão analisadas fenotipicamente por meio da medição do comprimento da raiz primária, do número de raízes laterais e da arquitetura foliar. Genes repórteres e quantificação de transcritos serão empregados para avaliar a migração de miRNAs entre plantas. Além disso, miRNAs sintéticos marcados com Cy3 serão aplicados exogenamente, assim como RNA total de arabidopsis, seguidos de análise fenotípica e, para miRNAs marcados com Cy3, microscopia confocal. EVs positivos para TET8 também serão isolados do meio hidropônico de plântulas de arabidopsis que expressam TET8 marcado com GFP para detectar os ExmiRNAs miR156 e miR172. Ao elucidar o papel dos ExmiRNAs no desenvolvimento vegetal, esta pesquisa visa revelar seu potencial para estratégias sustentáveis baseadas em RNA para o melhoramento de culturas e a resiliência agrícola. (AU)