Desenvolvimento de modelos biológicos alternativos para o estudo de redes de regulação em cana-de-açúcar

Resumo

Uma das barreiras para o melhoramento da cana-de-açúcar é a escassez de informações sobre a sua biologia e a biologia das gramíneas, de forma geral. Uma das razões desta escassez é a dificuldade de se manter cana-de-açúcar como modelo biológico por causa de seu tamanho e longo ciclo de vida. Além disso, o cruzamento e a transformação da cana-de-açúcar são procedimentos tecnicamente difíceis e demorados, o que impede o uso em larga escala de técnicas de forward e reverse genetics. Diante destas dificuldades, este projeto tem como objetivo utilizar modelos biológicos alternativos como ferramentas para estudar redes de regulação da cana-de-açúcar. O projeto pretende utilizar Arabidopsis thaliana e Brachypodium distachyon como modelos principais e Setaria italica como modelos secundários. As vantagens dos modelos principais são os recursos disponíveis para a comunidade (protocolos padronizados, genoma sequenciado, bancos de vetor e mutantes, mapas genéticos, etc.) enquanto a vantagem do modelo secundário é a capacidade de se fazer fotossíntese C4. Além de utilizar modelos novos para o estudo da cana-de-açúcar, este projeto propõe o uso da proteína bioluminescente LUCIFERASE como repórter da atividade promotora. Este repórter permite a estimativa da atividade promotora de um gene de maneira não-destrutiva e pouco intrusiva. Estas novas ferramentas serão utilizadas para o estudo do relógio biológico de cana-de-açúcar. O relógio biológico é a rede de regulação responsável pela organização temporal do metabolismo dos seres vivos. Plantas sem o relógio biológico têm acumulam menos biomassa e possuem eficiência hídrica menor. Recentemente identificamos mais de dois mil genes de cana-de-açúcar controlados pelo relógio biológico, especialmente genes associados à fotossíntese e metabolismo de açúcares. Apesar do foco inicial no relógio biológico, este projeto irá aumentar o conjunto de ferramentas disponíveis para se estudar a cana-de-açúcar e possui o potencial de contribuir com outros projetos pertencentes ao BIOEN e ao Centro Paulista de Pesquisa em Bioenergia. (AU)