SCI1 e NtCDKG;2 atuam no ciclo celular, no processamento de RNAs e no desenvolvimento floral em Nicotiana tabacum

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Pedro Boscariol Ferreira
• Orientador(a): Maria Helena de Souza Goldman
• Banca de defesa: Luiz Eduardo Vieira Del Bem, Cristiane Paula Gomes Calixto, Klaus Hartmann Hartfelder
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade de São Paulo
• Programa de Pós-Graduação: Ciências Biológicas (Genética)
• País: BR
• Link de acesso: https://doi.org/10.11606/T.17.2021.tde-04082021-130359

O desenvolvimento das flores é um processo complexo, e depende da coordenação entre os eventos de formação das identidades dos órgãos, proliferação, diferenciação e expansão celular. Caso ocorra com sucesso, esse processo produz a flor, estrutura reprodutiva das Angiospermas, a qual é essencial para o seu ciclo de vida. Um dos genes que participa do desenvolvimento floral é SCI1 (Stigma/style Cell cycle Inhibitor 1). Esse gene é expresso desde a formação do meristema floral, e perturbações na sua expressão foram capazes de alterar o tamanho final do pistilo, mais especificamente, dos estigmas e estiletes. Estas alterações de tamanho ocorreram devido a alterações na proliferação celular durante o desenvolvimento do pistilo. No mecanismo de ação de SCI1, é proposto que essa proteína iniba a ação de complexos CDK-Ciclina, os quais são importantes para a progressão do ciclo celular. Um dos alvos de inibição por SCI1 é a CDK NtCDKG;2, que possivelmente participa da formação do fuso mitótico. Para melhor entender os mecanismos de ação de SCI1 durante o desenvolvimento das flores, foi utilizada a estratégia de RNA-seq. Com essa técnica, foi possível identificar alterações na expressão gênica em estigmas/estiletes de plantas transgênicas de silenciamento de SCI1. Dentre os 1.510 genes diferencialmente expressos (DE), 72,8% estão down-regulados nessas plantas em comparação com a planta controle. Em uma análise funcional, 84 genes DE podem ser associados ao ciclo celular, 39 são genes de resposta à auxina, 99 participam do desenvolvimento floral e 47 tem potencial papel no processamento de RNAs. Dos genes de ciclo celular, 46% têm maior expressão nas fases S e G2 do ciclo, o que indica uma relevância de SCI1 nessas fases. Além disso, foi detectada a expressão diferencial de transcritos alternativos do gene NtSR30, que codifica uma proteína reguladora de splicing. Em estudos prévios, SCI1 foi associado ao splicing devido a suas proteínas parceiras de interação. Os resultados deste trabalho contribuem para a hipótese da participação de SCI1 nesse processo. Adicionalmente, NtCDKG;2 também possui parceiras de interação envolvidas no splicing, como NtCycL1 e NtRSZ21. Segundo análises de sequências de aminoácidos, neste trabalho foi esclarecido que NtCDKG;2 é homóloga de CDKG;2 de Arabidopsis thaliana e de CDK11 de Homo sapiens, ambas com papéis descritos no splicing. Além disso, análises filogenéticas de CDKGs de plantas, sugerem que essa CDK tem origem profunda na filogenia das plantas verdes, o que demonstra sua importância para essas espécies. Adicionalmente, foi verificado que a proteína NtCDKG;2 possui isoformas presentes de forma tecido-específica em órgãos vegetativos e reprodutivos. Interessantemente, em uma análise do tamanho de sementes em plantas transgênicas de superexpressão e silenciamento do gene NtCDKG;2, foi possível detectar diferenças que indicam a participação desse gene no desenvolvimento desses órgãos. Em suma, este trabalho foi capaz de identificar as possíveis vias moleculares nas quais SCI1 participa durante o desenvolvimento floral. Ademais, foi identificada sua importância nas fases S e G2 do ciclo celular, e que SCI1 pode estar envolvido na regulação do splicing, possivelmente regulando NtCDKG;2, o que contribui para a caracterização desses genes.