Navegando por Autor "Medeiros, Nathalia Maíra Cabral de"
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Dissertação Análise comparativa dos efeitos da microgravidade, calor e hipóxia no padrão de expressão gênica das plantas: uma abordagem bioinformática(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-04-24) Lima, Rafaela Alves de; Scortecci, Katia Castanho; Medeiros, Nathalia Maíra Cabral de; https://orcid.org/0000-0002-4690-2785; http://lattes.cnpq.br/4808910380593455; http://lattes.cnpq.br/1473262804535396; Varani, Alessandro de Mello; Ferreira, Leonardo CapistranoAs plantas são submetidas diariamente a mudanças ambientais e devem responder da melhor maneira para tolerar essas modificações. Alterações de gravidade, hipóxia e calor são exemplos de mudanças ambientais que podem gerar o estresse do tipo abiótico, que tem como principais efeitos desencadear uma sinalização oxidativa. Visto que a microgravidade não é uma condição que naturalmente ocorre na Terra, são necessários alguns métodos de exposição que as coloquem em ambientes com gravidade tendendo a zero. O uso de estações espaciais internacionais e voos espaciais são formas de expor a planta a esse tipo de ambiente. Todavia, ainda não há consenso de todos os efeitos que a microgravidade pode desencadear. Assim, comparar estudos de microgravidade com outros fatores ambientais pode aprimorar a compreensão das respostas das plantas à microgravidade. Neste contexto, realizou-se a integração de dados transcriptômicos oriundos de estudos disponibilizados em plataformas de acesso aberto, os quais investigam os impactos do estresse de microgravidade, hipóxia e térmico em plantas. Visto que essas condições ambientais talvez compartilhem uma sinalização oxidativa. O objetivo dessa integração foi de enriquecer o entendimento das respostas vegetais à microgravidade, calor e hipóxia de forma comparada, bem como explorar os efeitos diferenciais e correlacionados da microgravidade em estação espacial internacional e voo espacial. Sendo assim, ferramentas de bioinformática foram empregadas para identificar genes centrais, ontologias e vias metabólicas significativamente ativadas. Para a integração de dados foi realizada uma seleção de acordo com alguns critérios de inclusão e exclusão. Por exemplo, os estudos deveriam conter as condições de experimento bem explicitadas e comparação de plantas com estresse e sem estresse sendo analisados. Por consequência foram selecionados 16 estudos de microgravidade, sendo 11 de estação espacial internacional e 6 de voo espacial, com 10 estudos de estresse térmico e 9 estudos de hipóxia. Esta integração revelou significativa regulação de genes relacionados à biossíntese de clorofila. Esses resultados sugerem que a fotooxidação pode ser um efeito importante nas condições de microgravidade, hipóxia e calor. Esse efeito parece ser independente do tipo de exposição a microgravidade. Foi observado também uma sobreposição na ativação de vias metabólicas antioxidantes: metabolismo de glutationa e biossíntese de fenilpropanoides, demonstrando que as plantas apresentam vias de homeostase redox utilizando diferentes estratégias. O metabolismo primário, especificamente por meio da produção de açúcares como amido e frutose, é significativamente afetado em condições de hipóxia, calor e microgravidade. Esses açúcares são essenciais para a produção de energia, metabolismo do carbono e sinalização da gravidade. Portanto, a sinalização oxidativa desencadeada pela microgravidade, calor e hipóxia afetou de forma significativa a transcrição de gene ligados a produção de clorofila e o metabolismo primário, contudo, este impacto pode ser mitigado por uma atividade antioxidante intensa. A comparação dessas respostas com as provocadas por outros estresses ambientais fornece perspectivas importantes sobre a capacidade adaptativa das plantas em ambientes com força gravitacional diferente. Tal entendimento é crucial para desenvolver estratégias que aumentem a resiliência de cultivos em contextos de agricultura terrestre e espacial.Dissertação Floração em cana-de-açúcar - desvendando o papel da HINT1 e Subtilase(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-12-21) Morais, Emanoelly Roberta de Carvalho; Scortecci, Katia Castanho; Medeiros, Nathalia Maíra Cabral de; http://lattes.cnpq.br/1130922293513012; https://orcid.org/0000-0002-4690-2785; http://lattes.cnpq.br/4808910380593455; https://orcid.org/0000-0003-1726-5331; http://lattes.cnpq.br/4263101789342611; Meneses, Carlos Henrique Salvino Gadelha; Golbert, Daiane Cristina FerreiraO processo de floração é uma etapa crítica que promove a transição do ápice meristemático vegetativo para ápice meristemático reprodutivo e, consequentemente, o desenvolvimento das estruturas florais e das sementes. Essa transição é orquestrada por diferentes sinais externos e internos que vêm sendo caracterizados em diferentes plantas como os modelos Arabidopsis thaliana, Oryza sativa e Zea mays. Nas plantas de cana-de-açúcar, o processo de floração não é muito conhecido, mas sabe-se que a transição do ápice meristemático vegetativo para reprodutivo tem um forte impacto na produção do suco, açúcar e álcool. Devido a este aspecto, este trabalho está associado com a caracterização de uma sequência que apresenta homologia à proteína HINT e foi identificada anteriormente por meio de bibliotecas subtrativas do grupo de pesquisa. Este trabalho visa a compreensão do papel desta proteína em canade-açúcar e em outras plantas utilizando algumas ferramentas de bioinformática. Verificou-se que estas sequências são conservadas em plantas e se separam em dois grandes ramos: monocotiledôneas e dicotiledôneas. Os dados obtidos com a modelagem mostraram que a ScHINT pode ser uma proteína funcional, pois apresenta os sítios de ligação importantes para sua atividade catalítica. Uma segunda proteína, ScSUBTILASE, foi caracterizada neste trabalho e já havia sido identificada anteriormente num ensaio de proteína-proteína por meio da metodologia de dois-híbridos. Foi verificado que a proteína ScSUBTILASE também é conservada em plantas, e a modelagem mostrou que ela também pode ser funcional pela estrutura obtida e pelos sítios catalíticos identificados. Nos ensaios de dois híbridos foi identificado uma terceira proteína com homologia a PHENYLALANINE AMMONIA-LYASE. Foi realizado a modelagem e foi observado que essa também deva ser funcional. Os resultados obtidos com os interactomas para as proteínas HINT, SUBTILASE e PHENYLALANINE AMMONIA-LYASE no modelo Arabidopsis mostraram que estas sequências estão associadas a resposta da produção de EROs. Com base nos resultados apresentados e nos dados da literatura, pode-se propor que ScHINT e ScSUBTILASE podem ter o papel de manter o nível de EROs no ápice meristemático durante o processo de transição. Os resultados obtidos com plantas transgênicas de Nicotiana tabacum contendo cassetes de superexpressão nas orientações senso e anti-senso para ScHINT1 reforçam a proposta que ScHINT esteja associada ao processo de floração.Tese Identificação e caracterização de componentes da via de excisão de bases (BER) em cana-de-açúcar (SACCHARUM spp.)(2018-08-15) Medeiros, Nathalia Maíra Cabral de; Scortecci, Katia Castanho; ; ; Versieux, Alice de Moraes Calvente; ; Golbert, Daiane Cristina Ferreira; ; Sluys, Marie-anne Van; ; Calsa Júnior, Tercilio;A produtividade de qualquer cultivar está diretamente relacionada com a preservação de seu código genético, pois qualquer alteração na sequência pode acarretar consequências que afetam diretamente o desenvolvimento/crescimento do vegetal. A resposta ao dano ao DNA ocorre por meio de seu reparo que transcorre por intermédio de diferentes vias, sendo uma delas a via de excisão de bases (BER), cujos estudos em plantas ainda são inferiores em comparação a outros organismos eucariotos. Um dos obstáculos no avanço dessas pesquisas é a complexidade do genoma vegetal presente em alguns cultivares de importância agroeconômica, de modo que muitos estudos utilizam organismos modelos diploides. Este trabalho propõe preencher a lacuna existente no conhecimento da via BER em relação a plantas não-modelos e poliploides, tendo como alvo a cana-de-açúcar. A primeira abordagem do trabalho, foi a identificação de componentes da via BER em cana-de-açúcar e comparar os resultados obtidos com as sequências de outros organismos vegetais para o aprofundamento na questão da conservação desta via. A segunda abordagem se utilizou de uma sequência homóloga a AP endonuclease de Arabidosis thaliana (AtARP) em cana-de-açúcar denominada de ScARP1. Esta foi alvo de um ensaio de caracterização enzimática. Para primeira abordagem, considerou-se os resultados de trabalhos anteriores, onde foi verificado uma duplicação em cana-de-açúcar para a sequência AP endonuclease (ScARP1 e ScARP3), além de trabalho recente de revisão da via BER em plantas. Desta forma, foi efetuada uma busca nos bancos de dados de sequências ESTs para cana-de-açúcar (SUCEST-FUN) por sequências pertencentes a via BER. Para verificar a ocorrência de duplicações, os resultados dessa busca foram submetidos a analises filogenéticas e inferências Bayesianas. As sequências encontradas foram caracterizadas quanto a presença de domínios conservados, além de algumas delas foram modeladas, criando modelos 3D hipotéticos. Algumas das presumíveis proteínas identificadas diferiram em sua estrutura com as proteínas de referência de A. thalina. Ademais, múltiplas cópias de sequência foram observadas em certas famílias vegetais em detrimento de outras. Para a segunda abordagem, a proteína ScARP1 foi clonada, expressa e purificada. Com esta foram realizados diferentes ensaios que visaram avaliar a sua eficiência enzimática (considerando temperatura, cofatores enzimáticos e concentração de sais), assim como os substratos que seriam reconhecidos por ScARP1. Observou-se que a proteína ScARP1 possui apenas atividade AP endonuclease. Além disso, observou-se uma complementação parcial de ScARP1 em extratos proteicos do mutante arp- /- de A. thalina. Com esse trabalho foi possível identificar membros da via BER em cana-de-açúcar, além de caracteriza-los estruturalmente e filogeneticamente a qual possibilitou destacar diferenças entre sequências de monocotiledôneas e dicotiledôneas. Ademais, em relação a ScARP1, determinou-se que esta apresenta atividade Ap endonuclease essencial para a sua atuação em BER. Com isso, amplificou-se o conhecimento desta via em cana-de-açúcar, bem como em organismos vegetais de forma geral.