Papel da autofagia nas respostas à acidez e ao fotoperíodo em Arabidopsis thaliana

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Gonçalves, Julia de Paiva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Arabidopsis thaliana; Ácido fumárico; Regulação da expressão gênica; Ritmos circadianos; Senescência; Ecofisiologia Vegetal
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30746; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.571

Devido à sua natureza séssil, as plantas são repetidamente submetidas a vários e distintos estresses ambientais. Tais estresses, ainda que moderados, são capazes de desencadear respostas prejudiciais ao crescimento vegetal causando perdas no rendimento produtivo. Em plantas submetidas a distintos estresses abióticos, a autofagia apresenta-se como um dos principais sistemas proteolíticos de atenuação dos danos. A autofagia é governada pelos denominados genes relacionados à autofagia (ATG), e está envolvida na degradação e reciclagem de constituintes citoplasmáticos, através de seu sequestro até o vacúolo. Neste trabalho, investigou- se como e em que extensão a autofagia participa das respostas (i) ao ambiente ácido e (ii) a flutuações no fotoperíodo. Para tanto, alterações fisiológicas e metabólicas ocasionadas pela deficiência do processo autofágico (mutantes atgs) em Arabidopsis thaliana submetidas a tais estresse foram avaliadas. Na primeira parte, observou-se que o gene ATG5 participa ativamente das repostas ao ambiente ácido e sua ausência culmina em danos oxidativos severos, quando comparado às plantas deficientes para o gene ATG7, que lidam de forma mais efetiva com o estresse ácido através do aumento da expressão da oxidase alternativa (AOX). Em conjunto, os resultados sugerem que o pH ácido do meio induz a senescência, principalmente em mutantes com deficiência do processo autofágico. Em síntese, a autofagia está aparentemente relacionada às respostas a condição ácida mediando a interrupção da senescência precoce. Na segunda parte deste trabalho, investigou-se como a autofagia participa na sincronização dos ritmos circadianos e sua relação com o metabolismo em resposta a flutuação no fotoperíodo (dias curtos e dias longos). De modo geral, a deficiência no processo autofágico levou à dessincronização do relógio circadiano, alterando o padrão de expressão de genes centrais envolvidos na regulação do ritmo circadiano em função da variação no fotoperíodo. Além disso, o fotoperíodo parece também coordenar a expressão de genes autofágicos, o que consequentemente ocasiona variações no metabolismo energético das plantas. Tomadas em conjunto, essas alterações metabólicas e moleculares culminam em maiores níveis de clorofila e maior fotossíntese em dias longos que se traduzem em maior crescimento e área foliar, quando comparado aos dias curtos. Assim, a autofagia é importante na sincronicidade do relógio em relação ao crescimento da parte aérea das plantas. Coletivamente, os resultados obtidos indicam a significância da autofagia nas respostas ao estresse ácido bem como na modulação e ajuste dos ritmos circadianos em plantas. Trabalhos futuros serão ainda necessários para esclarecer como e em que extensão essa aparente reprogramação metabólica e molecular modula as respostas vegetais à acidez do solo em condições de flutuação no fotoperíodo. Palavras-chave: Acidose; Fumarato; Regulação gênica; Ritmo circadiano; Senescência.