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Subprojetos

Subprojeto 1 - Interações geminivírus-hospedeiro

subprojeto 1

A pesquisa do Subprojeto 1 visa entender como os begomovírus (família Geminiviridae) manipulam a maquinaria celular básica do hospedeiro para seu benefício e suprimem as defesas do hospedeiro para infectar plantas com sucesso. Nossas descobertas podem revolucionar a agricultura ao desvendar a rede de interação proteína-proteína entre o hospedeiro e o begomovírus, explicando como o vírus, com sua capacidade mínima de codificação, se adapta ao hospedeiro para replicação, movimento intra e intercelular, encapsidação e transmissão do genoma viral. Também estamos investigando os mecanismos por trás dos quais as plantas percebem o vírus e desenvolvem estratégias de defesa contra a infecção. Esse entendimento das interações compatíveis e incompatíveis entre os begomovírus e seus hospedeiros pode levar ao desenvolvimento de culturas com maior resistência à infecção viral, promovendo um futuro agrícola mais resiliente.

Nome Instituição
Elizabeth Pacheco Batista Fontes

Subprojeto 2 - Regulação epigenética / infecção viral (DNA e RNA)

subprojeto 2.1
subprojeto 2.2

O subprojeto 2 foca no entendimento dos mecanismos epigenéticos ativados durante a infecção por vírus em plantas e como a interação vírus-planta pode modular a regulação da expressão gênica. Por meio de abordagens epigenômicas, este projeto visa identificar e caracterizar diferentes atores envolvidos na modulação epigenética durante a infecção por vírus de DNA ou RNA. Adicionalmente, mapeará as principais regiões cis-regulatórias que podem controlar as vias de defesa das plantas contra a infecção viral. Este subprojeto formará a base para o design de plantas modernas inteligentes contra vírus através da manipulação epigenética.

Nome Instituição
Elizabeth Pacheco Batista Fontes
Pedro Augusto Braga dos Reis

Subprojeto 3 - Vias de sinalização de morte celular induzidas por seca/temperatura x tolerância à seca

subprojeto 3

A via de morte celular mediada pelas proteínas DCD/NRPs (developmental cell death domain-containing N-rich proteins) é induzida por múltiplos estresses e tem sido associada à adaptação de plantas à seca. De fato, a super expressão de um regulador positivo da via de sinalização de morte celular de DCD/NRPs, o gene GmNAC81, aumenta a suscetibilidade à seca e de um regulador negativo, o chaperone molecular BiP, inibe a ativação e expressão dos componentes da via de morte célula e confere tolerância à seca. Embora a atividade supressora de eventos de morte celular de BiP confira tolerância à seca em sojas transgênicas, BiP atua de uma forma geral em vias de morte celular e, sendo assim, resulta em efeitos pleiotrópicos, o que  preciven o uso desse gene  como alvo de tolerância à seca e, assim, evocam a necessidade de se identificarem supressores específicos da via de sinalização de morte celular mediadas por NRPs sob condições de seca. Um conjunto de abordagens bioquímicas e genéticas estão sendo utilizados para elucidar reguladores positivos e negativos dessa via de sinalização mediada por NRPs, bem como o potencial desses reguladores como alvo para engenharia genética de tolerância a estresses.

Nome Instituição
Elizabeth Pacheco Batista Fontes
Pedro Augusto Braga dos Reis

Subprojeto 4 - Síndrome do distúrbio fisiológico em espécies arbóreas

subprojeto 4.3

A presente proposta de pesquisa tem como objetivo elucidar as bases moleculares que causam “distúrbio fisiológico abiótico” em Eucalyptus; fenômeno este que se caracteriza por um conjunto de anomalias adquiridas no padrão de desenvolvimento do eucalipto que afeta diretamente a qualidade da madeira. Além disso, propõe-se, como objetivo complementar, desenvolver métodos moleculares de diagnóstico para seleção precoce de genótipos resistentes na fase de mudas. A premissa seria que distúrbios em vias de sinalização que integram sinais de desenvolvimento e sinais de adaptação fisiológica a condições climáticas possam ser detectados por meio de análise da variação global de expressão gênica e associados ao “distúrbio fisiológico”. Uma vez que estas vias de sinalização sejam detectadas, a análise da expressão de genes específicos que participam e controlam a ativação das respostas moleculares poderia ser utilizada como protocolo para seleção precoce de mudas.

Nome Instituição
Elizabeth Pacheco Batista Fontes
Pedro Augusto Braga dos Reis

Subprojeto 5 - Comunicação cruzada entre desempenho molecular de células vegetais sob seca e alta temperatura

subprojeto 5.1
subprojeto 5.2

A via de sinalização antiviral mediada por NIK1 foi inicialmente descrita por nosso grupo de pesquisadores como um novo paradigma de imunidade antiviral de plantas. Entretanto, foi demonstrado mais recentemente que o receptor NIK1 (nuclear shuttle protein-interactiong kinase 1), que transmite o sinal antiviral, é capaz de interagir bioquímica e geneticamente com componentes da via de imunidade antibacteriana em plantas e modular negativamente imunidade ativada por padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs). Uma vez que ativação de NIK1 ativa uma cascata de sinais que culmina com supressão de tradução global, é possível que NIK1 se conecte com outros sensores de estresses, além de receptores de PAMPs, para ativar o ramo de controle traducional da via antiviral. Síntese de proteínas é um processo celular que consome muita energia e deve ser altamente regulado sob a maioria das condições de estresses abióticos. Recentemente, o interactoma de receptores do tipo LRR-RLKs (leucine-rich repeat receptor-like kinases) de membranas revelou que NIK1 exibe um alto grau de centralidade formando um nódulo de interações proteína-proteína, podendo ser considerado um dos mais influentes transmissores de informação na célula. Consequentemente, a nossa hipótese central seria que NIK1 funciona como um nódulo central de sinalização para o qual convergem diversos sinais de estresses possibilitando o controle de tradução durante estas condições de estresses bióticos e abióticos. Esta hipótese está sendo testada com duas abordagens principais. Na primeira abordagem, foi determinado o panorama transcricional do componente a jusante da via, o repressor transcricional LIMYB (L10-interacting Myb domain-containing protein) a fim de entender se LIMYB ativado por ativação de NIK1 controla outros processos celulares básicos, além de tradução, que poderiam contribuir para melhor fitness e adaptação das plantas a estresses bióticos e abióticos. A segunda abordagem consiste em investigar se diferentes estresses funcionam como estímulos capazes de ativar a via antiviral mediada por NIK1, cuja ativação será avaliada por meio de monitoramento de outputs moleculares da via, incluindo fosforilação de NIK1, fosforilação de RPL10 e repressão de genes relacionados à tradução mediados pelo complexo repressor transcricional RPL10-LYMIB. Ferramentas moleculares estão sendo preparadas para a utilização de genética direta na identificação de cinases intracelulares que transmitem o sinal antiviral para os componentes da cascata de sinalização antiviral ativada por fosforilação de NIK1. Uma vez que já foi identificada as PAMPs virais que ativam a via de sinalização antiviral mediada por NIK1, a genética reversa poderá ser utilizada para identificação de receptores de reconhecimento de PAMPs virais, ainda não identificados em plantas.

Nome Instituição
Elizabeth Pacheco Batista Fontes
Fredy Davi Albuquerque Silva
Marco Aurélio Ferreira

Subprojeto 6 - O código G em plantas: o efeito das modificações pós-traducionais no desenvolvimento e reposta a estresses

subprojeto 6

A via mediada por proteínas G heterotriméricas desempenha um papel essencial no desenvolvimento celular, nas respostas a estresses e fitohormônios. A sinalização G é modulada por seu regulador RGS1, por meio de um sistema refinado de padrões de fosforilação, que controla sua dissociação do complexo, internalização, dessensibilização e discriminação específica dos estímulos. Desta forma, buscamos entender o significado das modificações pós-traducionais em RGS1e como estas modificações estão relacionadas no controle da expressão gênica e das respostas fisiológicas e hormonais. A partir deste conhecimento busca-se desenvolver estratégias moleculares para a manipulação racional das vias de sinalização por proteínas G-heterotriméricas e assim obter organismos mais adaptados a condições de estresse e com maior produtividade.

Nome Instituição
Pedro Augusto Braga dos Reis
Eduardo Bassi Simoni