Das plantas aos fungos: revelando um novo regulador durante o processo reprodutivo em Aspergillus nidulans

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Silva, Fabio Siena da
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17135/tde-26052025-110328/
Resumo: Estudos de expressão gênica e análise de plantas transgênicas de Nicotiana tabacum demonstraram que SCI1 (Stigma/style Cell-cycle Inhibitor 1) regula a proliferação celular no pistilo e é expresso somente em células proliferativas do meristema floral. As análises de interação da proteína SCI1 revelaram parceiros relacionados ao splicing de RNA. SCI1 mostra semelhança limitada, mas significativa apenas com proteínas de plantas e fungos (Interpro IPR044688). O presente trabalho tem como objetivo caracterizar o suposto homólogo de SCI1 no fungo filamentoso Aspergillus nidulans, o gene AN10620 (aqui denominado sciA), que ainda não foi caracterizado em fungos. A análise in silico de SciA revelou um domínio N-terminal rico em arginina e histidina, 22 sítios putativos de fosforilação (por proteínas que incluem caseína quinase II, CDKC, cAMP e cGMP) e possíveis domínios de ligação ao RNA. A expressão transitória de sciA em folhas de N. benthamiana revelou distribuição nucleoplasmática desta proteína e co-localização com o fator de splicing AtRNPS1, um componente do Exon Junction Complex, e AtCypRS64, uma proteína associada a estágios avançados de splicing. Estas localizações são muito semelhantes à da proteína SCI1 de N. tabacum. Adicionalmente, ensaios qualitativos e quantitativos de duplo-híbrido em leveduras (Y2H) demonstraram que a 14-3-3D de N. tabacum, parceira de interação da SCI1, interage fortemente com a proteína SciA, reforçando sua homologia funcional. Para investigar a origem evolutiva e a função de SCI1, seu suposto homólogo em A. nidulans foi deletado em duas cepas de referência, GR5 e AGB551, por meio de substituição gênica, gerando mutantes nulos de sciA (ΔsciA). Os testes iniciais não revelaram diferenças significativas no crescimento vegetativo entre os mutantes e as suas cepas correspondentes de tipo selvagem, sob diferentes condições de cultivo, incluindo temperatura e pH. No entanto, durante os cruzamentos sexuais, os mutantes ΔsciA de ambos os backgrounds genéticos (GR5 e AGB551) apresentaram estruturas reprodutivas meióticas menores (cleistotécios) e menos esporos meióticos (ascósporos). Nossos resultados sugerem que esta proteína está envolvida na regulação de algum aspecto da divisão celular fúngica durante o processo reprodutivo, possivelmente afetando o programa meiótico, etapa fundamental para a troca de material genético e a formação de ascósporos recombinantes. Além disso, eles sugerem que a SciA poderia desempenhar um papel no processamento de RNA, como seu homólogo em plantas. Os resultados obtidos contribuem significativamente para a caracterização funcional de SCI1 e seu homólogo fúngico (sciA), sugerindo sua implicação na reprodução sexuada de plantas e fungos.
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A análise in silico de SciA revelou um domínio N-terminal rico em arginina e histidina, 22 sítios putativos de fosforilação (por proteínas que incluem caseína quinase II, CDKC, cAMP e cGMP) e possíveis domínios de ligação ao RNA. A expressão transitória de sciA em folhas de N. benthamiana revelou distribuição nucleoplasmática desta proteína e co-localização com o fator de splicing AtRNPS1, um componente do Exon Junction Complex, e AtCypRS64, uma proteína associada a estágios avançados de splicing. Estas localizações são muito semelhantes à da proteína SCI1 de N. tabacum. Adicionalmente, ensaios qualitativos e quantitativos de duplo-híbrido em leveduras (Y2H) demonstraram que a 14-3-3D de N. tabacum, parceira de interação da SCI1, interage fortemente com a proteína SciA, reforçando sua homologia funcional. Para investigar a origem evolutiva e a função de SCI1, seu suposto homólogo em A. nidulans foi deletado em duas cepas de referência, GR5 e AGB551, por meio de substituição gênica, gerando mutantes nulos de sciA (ΔsciA). Os testes iniciais não revelaram diferenças significativas no crescimento vegetativo entre os mutantes e as suas cepas correspondentes de tipo selvagem, sob diferentes condições de cultivo, incluindo temperatura e pH. No entanto, durante os cruzamentos sexuais, os mutantes ΔsciA de ambos os backgrounds genéticos (GR5 e AGB551) apresentaram estruturas reprodutivas meióticas menores (cleistotécios) e menos esporos meióticos (ascósporos). Nossos resultados sugerem que esta proteína está envolvida na regulação de algum aspecto da divisão celular fúngica durante o processo reprodutivo, possivelmente afetando o programa meiótico, etapa fundamental para a troca de material genético e a formação de ascósporos recombinantes. Além disso, eles sugerem que a SciA poderia desempenhar um papel no processamento de RNA, como seu homólogo em plantas. Os resultados obtidos contribuem significativamente para a caracterização funcional de SCI1 e seu homólogo fúngico (sciA), sugerindo sua implicação na reprodução sexuada de plantas e fungos.Gene expression studies and analysis of transgenic Nicotiana tabacum plants revealed that SCI1 (Stigma/style Cell-cycle Inhibitor 1) regulates cell proliferation in the pistil and is only expressed in proliferative cells of the floral meristem. SCI1 protein interaction analyzes revealed partners related to RNA splicing. SCI1 shows limited but significant similarity only to plant and fungal proteins (Interpro IPR044688). The present work aims to characterize the putative homologue of SCI1 in the filamentous fungus Aspergillus nidulans, the An10620 gene (here called sciA), which has not yet been characterized in fungi. An in silico analysis of SciA revealed an N-terminal domain rich in arginine and histidine, 22 putative phosphorylation sites (by proteins including casein kinase II, CDKC, cAMP, and cGMP), and possible RNA-binding domains. Transient expression of sciA in N. benthamiana leaves revealed nucleoplasmic distribution of this protein and co-localization with the splicing factor AtRNPS1, a component of the Exon Junction Complex, and AtCypRS64, a protein associated with advanced stages of splicing. These locations are very similar to the N. tabacum SCI1 protein. Additionally, qualitative and quantitative yeast two-hybrid (Y2H) assays showed that N. tabacum 14-3-3D, an interacting partner of SCI1, interacts strongly with SciA, supporting their functional homology. To investigate the evolutionary origin and function of SCI1, its putative homologue in A. nidulans was deleted in two reference strains, GR5 and AGB551, through gene replacement, generating sciA null mutants (ΔsciA). Initial tests revealed no significant differences in vegetative growth between the mutants and their corresponding wild-type strains under different cultivation conditions, including temperature and pH. However, during sexual crosses, ΔsciA mutants from both genetic backgrounds (GR5 and AGB551) showed smaller meiotic reproductive structures (cleistothecia) and fewer meiotic spores (ascospores). Our results suggest that this protein is involved in regulating some aspect of fungal cell division during the reproductive process, possibly affecting the meiotic program, a fundamental step for the exchange of genetic material and the formation of recombinant ascospores. Furthermore, they suggest that SciA could play a role in RNA processing, like its plant counterpart. The results obtained contribute significantly to the functional characterization of SCI1 and its fungal homologue (sciA), suggesting their involvement in the sexual reproduction of plants and fungi.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPGoldman, Maria Helena de SouzaReis, Thaila Fernanda dosSilva, Fabio Siena da2025-02-21info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17135/tde-26052025-110328/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-08-08T13:43:02Zoai:teses.usp.br:tde-26052025-110328Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-08-08T13:43:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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