Journal de Dados do PBMB – 08/09/2025

Data: 31/08/2025

O próximo journal de dados do Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia será apresentando por João Victor Silva de Oliveira, aluno de Mestrado da Profª. Adriana Hemerly. Título e resumo encontram-se abaixo.

Data: 08/09/2025.
Local: Sala de aula da Pós-graduação em Química Biológica (CCS, Bloco D, subsolo).
Hora: 12h00min.

Título: Caracterização da integração das redes genéticas da percepção ambiental e da regulação das divisões celulares na modulação do desenvolvimento vegetal em resposta a Bactérias Promotoras do Crescimento Vegetal.

Resumo: Para lidar com o aumento da demanda atual por alimentos, num cenário de eventos climáticos extremos que reduzem a produtividade vegetal, o grande desafio da agricultura moderna é desenvolver e aplicar novas tecnologias que garantam a segurança alimentar sem impactar negativamente o meio ambiente. A utilização de bactérias promotoras do crescimento vegetal (BPCV) se torna uma alternativa sustentável aos fertilizantes químicos nitrogenados, já que é capaz de aumentar a produtividade vegetal, contribuindo para uma agricultura mais sustentável e regenerativa. Nosso grupo de pesquisa investiga os mecanismos genéticos da interação planta-BPCV utilizando abordagens genômicas (transcriptômica e genômica funcional). Estudos prévios da equipe identificaram que vias de percepção ambiental (resposta a microorganismos) e de regulação do ciclo celular foram diferencialmente expressas em plantas inoculadas com bactérias fixadoras de nitrogênio, em diferentes condições de cultivo. O Sc_SHR5 é um receptor da família LRR-RLK (Receptores Quinases com Repetições Ricas em Leucina) associado à parede celular que apresentou um padrão de repressão em cana de açúcar inoculada. Em uma avaliação funcional posterior, utilizando o sistema heterólogo Arabidopsis thaliana, observou-se uma melhor associação entre plantas mutantes SHR5ko e bactérias diazotróficas, impactando positivamente no acúmulo de biomassa vegetal. Paralelamente, ABAP1, uma proteína reguladora do ciclo celular, também apresentou o padrão de repressão em cana de açúcar inoculada. Essa proteína interage diretamente com componentes do complexo pré-replicativo, inibindo sua formação, regulando negativamente o ciclo celular. Dentro dessa via, foram identificadas proteínas que interagem com ABAP1, denominadas AIP (ABAP1 interacting proteins). A AIP10, regula positivamente ABAP1 e sua ausência leva à redução nos níveis e na atividade de ABAP1, resultando no aumento das taxas de divisão celular, culminando em maior biomassa e incremento da produtividade. Plantas A. thaliana aip10-1 (knock-out para o gene AIP10), quando inoculadas, apresentaram uma melhor interação planta-BPCV, resultando, também, em aumento da biomassa vegetal. Dados preliminares da equipe sugerem uma possível co-regulação da expressão desses dois genes, em plantas mutantes. A hipótese do grupo é que a percepção ambiental gera uma sinalização que leva à regulação do ciclo celular, modulando o desenvolvimento vegetal em resposta à interação com as BPCV. O objetivo deste trabalho, portanto, é caracterizar os mecanismos de ação envolvidos nessa modulação, bem como uma possível relação genética entre os genes SHR5 e AIP10. Para isso, serão usadas duas abordagens: (i) será gerado um duplo-mutante nocaute em A. thaliana por meio da tecnologia CRISPR/Cas9, permitindo investigar os efeitos complementares desses genes; (ii) serão analisadas variedades de Zea mays (milho) durante a inoculação, visando identificar os padrões de co-expressão dos genes SHR5 e AIP10, e de suas redes regulatórias associadas.

Atenciosamente,

Carla Ribeiro Polycarpo
Coordenação do Journal de Dados do Programa de Biologia Molecular e Biotecnologia