Controle da homeostase da sinalização do hormônio ácido abscísico em Arabidopsis thaliana: o papel dos mecanismos de regulação pós-transcricional na expressão dos seus receptores PYR/PYL/RCAR

Autor(es)

João Guilherme Portugal Vieira

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2019-11-06

Membros da banca

Michel Georges Albert Vincentz; Jorge Mauricio Costa Mondego; Celso Eduardo Benedetti; Maria Helena de Souza Goldman; Carlos Takeshi Hotta

• Orientador: Gustavo Turqueto Duarte; Michel Georges Albert Vincentz

Resumo

Fitohormônios participam de vários aspectos do desenvolvimento e do ajuste a condições de estresse. A detecção do hormônio por um receptor desencadeia uma reprogramação da expressão gênica que caracteriza a resposta ao hormônio. Parte dessa resposta, envolve a ativação de reguladores negativos que promovem a atenuação da via de sinalização hormonal, participando assim, da reinicialização do sistema. O hormônio ácido abscísico (ABA) é responsável por controlar aspectos tanto do desenvolvimento quanto de respostas a estresses abióticos. A via de sinalização do ABA é composta por receptores PYR/PYL/RCAR, fosfatases do clado A PP2C, e quinases SnRK2 da subclasse III. O aumento dos níveis de ABA é percebido pelos receptores PYR/PYL/RCAR. O complexo ABA e receptor sequestra as fosfatases PP2C, liberando as quinases SnRK2 da regulação negativa pelas PP2Cs. Em seguida, SnRK2 fosforila proteínas downstream responsáveis por ativar programa de expressão gênica em resposta ao hormônio. No entanto, como ocorre a reinicialização da via de sinalização do ABA é um aspecto pouco elucidado. Esse trabalho propõe desvendar novos aspectos do controle da homeostase da sinalização do ABA. Mostramos que os transcritos dos PYR/PYL/RCARs são reprimidos de maneira contínua e robusta por ABA, sugerindo que um feedback negativo atua proeminentemente na expressão dos receptores. Além disso, o tratamento transiente com ABA, revelou que a recuperação dos níveis iniciais dos transcritos dos receptores é lenta, indicando que o controle da expressão dos receptores representa uma etapa limitante para reinicialização dessa via de sinalização. Abordagens genéticas e farmacológicas sugerem que SnRK2s estão envolvidas na ativação de mecanismos responsáveis pela repressão dos genes dos receptores em resposta ao hormônio. O tratamento com o inibidor transcricional (cordicepina) indicou que ABA promove a desestabilização do RNAm dos receptores PYL1/4/5/6. Análises genéticas e moleculares sugerem que na presença de ABA, miR5628, que é específico de Arabidopsis thaliana, promove a clivagem do transcrito de PYL6. Além disso, na presença do hormônio, os mutantes dcp5-1 e xrn4-5, que são deficientes na atividade de decapeamento e de exoribonuclease, respectivamente, apresentam maior quantidade de transcritos de PYL6 do que no tipo selvagem. Deste modo, sugerimos que após clivagem do RNAm de PYL6, o fragmento RISC-3¿ é degradado por XRN4, ao passo que o fragmento RISC-5¿ é decapeado e depois degradado por XRN4. A atividade de decapeamento também deve participar no processo de degradação do RNAm de PYL4 e PYL5, sugerindo que o decapeamento dos transcritos dos genes parálogos PYL4/5/6 é uma característica ancestral. Em conjunto, nossos dados indicam que o controle da expressão dos receptores do ABA é um aspecto importante na regulação da homeostase da sinalização do ABA. Os mecanismos de regulação pós-transcricional participam na atenuação dessa via de sinalização, através da rápida degradação do RNAm de um grupo de receptores parálogos. Por fim, propomos que o miR5628 é uma novidade evolutiva que se integra ao processo da retro-regulação negativa da via de sinalização do ABA, aumentando a eficiência de degradação do RNAm de PYL6 (AU)

• Processo FAPESP: 16/04897-3 - Avaliação de regulações da estabilidade de RNAm de componentes da via central da sinalização do Ácido Abscísico (ABA)
• Beneficiário: João Guilherme Portugal Vieira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto