Análise in silico de genes que participam das respostas aos stresses abióticos (seca/salinidade) nos genomas de plantas superiores

Abstract

As mudanças climáticas globais sinalizam para um rearranjo importante na distribuição geográfica e abundância das espécies, diminuição da biodiversidade e extensão das terras afetadas pela seca e salinidade, dentre outros. Juntos os estresses abióticos são responsáveis por desencadear uma série de respostas nas plantas, que podem ser percebidas através das modificações morfológicas, fisiológicas, metabólicas e/ou moleculares, a fim de tolerar estes estresses. As respostas moleculares envolvidas nestes processos podem ser divididas em dois grupos principais: (I) aquelas que envolvem a ativação ou repressão de genes que atuam diretamente nas respostas, como as aquaporinas e os transportadores iônicos, dentre outros; e (II) aquelas que participam das etapas intermediárias destas respostas, como as proteínas quinases e os fatores de transcrição. Neste contexto, a pesquisa aqui apresentada teve como objetivo principal identificar e caracterizar os genes envolvidos na tolerância ao déficit hídrico e ao excesso de sais solúveis no solo em plantas superiores, partindo das informações disponíveis para a planta modelo Arabidopsis thaliana L.. A partir de bancos de dados privados e públicos e com o auxílio de ferramentas e programas in silico foi possível observar que a maioria dos genes superexpressos em arabidopsis sob condições de estresse salino e hídrico foram identificados nos genomas das plantas superiores estudadas. As diferenças observadas com relação à abundância dos genes, diversidade de isoformas ou nas estruturas gênicas e proteicas parecem ser atribuídas às mutações, incluindo indels, que ocorreram durante o processo de evolução e especiação das plantas. Tais modificações nos genomas das plantas são provavelmente resultantes dos processos de adaptação e seleção natural sofridos por estes organismos. Ainda, considerando a importância dos fatores de transcrição na modulação das respostas aos estresses abióticos foi elaborado um pipeline que integra vários programas e ferramentas de caracterização destes fatores; a criação deste workflow surgiu da necessidade de uma ferramenta única que fosse capaz de avaliar diferentes atributos dos fatores de transcrição, de forma que sua caracterização fosse a mais completa possível. Finalmente, os resultados apresentados serão de grande importância para entender melhor os mecanismos de respostas das plantas superiores aos estresses abióticos. Os dados obtidos neste projeto poderão ser úteis no delineamento de experimentos in vitro e in vivo visando o melhoramento genético de plantas de interesse econômico.