Análise do transcriptoma e construção de redes de co-expressão em sistemas modelo para identificação de genes envolvidos na deposição de parede celular secundária e no metabolismo de lignina em gramíneas

Resumo

A produção de biocombustíveis lignocelulósicos ainda encontra dificuldades técnicas no que tange a degradação eficiente da biomassa vegetal, fato conhecido como recalcitrância. Para desenvolver estratégias biotecnológicas para reduzir essa recalcitrância, é essencial entender as bases moleculares da biossíntese e deposição de parede celular secundária, principal constituinte da biomassa vegetal. Apesar das principais culturas dedicadas à biocombustíveis serem gramíneas C4, a maior parte do conhecimento sobre metabolismo de parede celular secundária foi gerado em plantas-modelo dicotiledôneas. Esses dois grupos de plantas apresentam várias diferenças na composição, estrutura e regulação da deposição de parede celular, o que impede que parte do conhecimento adquirido em dicotiledôneas seja transferido às gramíneas. Assim, a caracterização de aspectos do metabolismo de parede celular secundária específicos de gramíneas exige estudos sistemáticos neste grupo de plantas. Recentemente, iniciou-se um estudo de biologia de sistemas baseado no metaboloma e transcriptoma em sistemas-modelo de sorgo no laboratório do Prof. Igor Cesarino (IB/USP) para correlacionar mudanças na composição da parede celular secundária com variações de expressão gênica (Projeto BIOEN Jovem Pesquisador, 2015/02527-1). Inserido nesse contexto, o objetivo deste projeto de pós-doutorado é analisar o transcriptoma dos sistemas-modelo e gerar redes de co-expressão, correlacionando padrões de deposição de parede celular secundária com variações de expressão gênica, para identificar genes potencialmente envolvidos na deposição de parede celular secundária, com foco especial em lignina, e iniciar a caracterização funcional de fatores de transcrição selecionados a partir das redes de co-expressão em ensaios de expressão transiente. O conhecimento gerado será importante para desenvolver estratégias biotecnológicas para diminuir a recalcitrância da biomassa em culturas de bioenergia, como a cana-de-açúcar. (AU)