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Caracterização morfológica de linhagens de Neurospora crassa mutantes em proteínas quinases envolvidas na regulação do metabolismo de glicogênio

Processo: 10/14977-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de novembro de 2010
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2011
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Bioquímica de Microorganismos
Convênio/Acordo: NSF - Universidades Americanas (Química)
Pesquisador responsável:Fernanda Zanolli Freitas
Beneficiário:Ana Carolina Gomes Vieira de Carvalho
Supervisor no Exterior: Rebecca A. Butcher
Instituição no exterior: University of Florida, Gainesville (UF), Estados Unidos
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
Assunto(s):Neurospora crassa   Proteínas quinases   Glicogênio

Resumo

Os mecanismos básicos que controlam o metabolismo e o ciclo celular são bastante conservados desde os eucariotos inferiores até os superiores. Assim como todos os microrganismos eucariotos, Neurospora crassa sente as alterações ambientais e integra estes sinais intracelularmente, utilizando diferentes vias de sinalização, através de múltiplas reações de fosforilação reversíveis lideradas por proteínas quinases e fosfatases. As quinases se encontram envolvidas em diversos mecanismos como regulação de diferentes vias de sinalização, controle do metabolismo, transcrição, progressão do ciclo celular, diferenciação celular, arranjo do citoesqueleto, apoptose, comunicação intercelular, entre outros. A importância destes eventos de fosforilação é tamanha que vias de sinalizações defectivas sempre resultam em anormalidades celulares. Estudos na tentativa de entender os mecanismos que controlam o metabolismo do glicogênio mostraram que a glicogênio sintase, a enzima limitante do processo de biossíntese deste carboidrato, é altamente regulada por mecanismos de fosforilação reversíveis. Diversas quinases envolvidas no controle pós-traducional da atividade da enzima glicogênio sintase de músculo de coelho e da isoforma de leveduras Gsy2p já foram identificadas, incluindo a caseína quinase I (CKI), a glicogênio sintase quinase 3 (GSK3), a caseína quinase II (CKII), o sistema de duplo componentes HAN11/DYRK1A, uma proteína quinase contendo domínio PAS (PASK), a quinase dependente de ciclinas Pho85p, a proteína quinase dependente de AMPc (PKA), uma proteína quinase dependente de AMP (Snf1p), entre outras. Em N. crassa, os sítios de fosforilação C-terminais que controlam a atividade da enzima sintase já foram identificados e embora haja indícios do envolvimento da via de sinalização do AMPc neste controle, as quinases envolvidas ainda permanecem desconhecidas. Além disso, foi recentemente demonstrado para N. crassa que proteínas quinases controlando o ciclo celular também estão envolvidas no metabolismo de glicogênio no fungo. A finalização do seqüenciamento do genoma de N. crassa em 2003 permitiu a identificação de todos os genes codificando proteínas quinases e com isso, a construção de uma coleção de linhagens nocauteadas nestes genes. Todos estes fatores, somados à disponibilidade desta coleção de mutantes, tornam este organismo modelo bastante atrativo para realizar os ensaios experimentais propostos neste Projeto de Pesquisa.Atualmente, existe no laboratório um aluno de Mestrado (processo FAPESP n° 2010/04146-1) cujo principal objetivo do Projeto de Pesquisa é a identificação de proteínas quinases envolvidas no controle do metabolismo de glicogênio do fungo N. crassa, utilizando uma coleção de linhagens mutantes nocauteadas em genes que codificam tais proteínas. O presente projeto pretende atuar colaborando com os estudos a ser realizados por este aluno de Mestrado e tem como principal objetivo a caracterização morfológica das linhagens mutantes do fungo que apresentarem um fenótipo para acúmulo de glicogênio alterado. A identificação das quinases envolvidas na regulação do metabolismo do glicogênio, assim como a determinação do envolvimento destas quinases nas manifestações fenotípicas do fungo deverá contribuir para decifrar a rede de sinalização que governa o acúmulo e a degradação de glicogênio em N. crassa, bem como a participação das mesmas em outros processos celulares. (AU)