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Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: O fator de transcrição bZIP AtbZIP63 interage com o relógio circadiano e afeta a degradação do amido impactando o crescimento e o desenvolvimento de Arabidopsis thaliana
Title Alternative: The transcription factor bZIP AtbZIP63 interacts with the circadian clock and affects the starch degradation impacting the growth and development of Arabidopsis thaliana
Author: Viana, Américo José Carvalho, 1984-
Advisor: Vincentz, Michel Georges Albert, 1958-
Abstract: Resumo: O fator de transcrição do tipo basic leucine leucine zipper (bZIP) de Arabidopsis thaliana AtbZIP63 faz parte da via de resposta a carência energética coordenada pelas quinases KIN10/11, integradoras centrais dos sinais relacionados ao estado de privação de energia. O mutante de inserção de T-DNA atbzip63-2 apresenta uma redução do crescimento e desenvolvimento das folhas assim como um atraso do florescimento em comparação ao tipo selvagem (TS, acesso Ws) quando cultivado em fotoperíodo de dia curto (10 h/14 h). Condições de fotoperíodo de dia longo ou luz contínua promoveram uma reversão parcial ou completa, respectivamente, do fenótipo mutante para o tipo selvagem, levantando a possibilidade de que este fenótipo seja o resultado de uma carência energética. Plantas silenciadas para expressão de AtbZIP63 por RNAi apresentaram características similares a do mutante atbzip63-2 confirmando o envolvimento deste fator de transcrição no crescimento. O perfil de expressão gênica e os níveis de alguns metabólitos do mutante atbzip63-2 indicaram que AtbZIP63 participa do controle da degradação do amido, pois a expressão de alguns genes centrais na degradação deste carboidrato de reserva está desregulada neste mutante. Mostramos que as oscilações no nível do transcrito AtbZIP63 são reguladas pelo relógio circadiano e a fase da oscilação do AtbZIP63 é aparentemente influenciada pela disponibilidade de carboidratos na célula. Além de estar sob o controle do relógio, AtbZIP63 também atua como um ativador direto da expressão de PRR7, que codifica um dos componentes chave do oscilador central do relógio. Portanto, evidenciamos uma interação recíproca entre o relógio e AtbZIP63 que possivelmente está impactando o processo de degradação do amido à noite. Este conjunto de evidências revela novos aspectos do ajuste do relógio circadiano pelo status de açúcar na célula que estão de acordo com trabalhos recentes mostrando que os açúcares afetam diretamente o funcionamento do relógio. Nossa hipótese é que o AtbZIP63 está agindo como um mediador entre a disponibilidade de viii açúcar e o mecanismo oscilatório do relógio circadiano de A. thaliana. Adicionalmente, verificamos que o perfil de transcritos no final do dia no mutante atbzip63-2 é diferente do observado no final da noite, sugerindo a participação do AtbZIP63 na regulação de genes envolvidos em redes regulatórias distintas em função do período do dia. Dentre os genes desregulados no atbzip63-2 no final do dia, observamos um enriquecimento para genes relacionados com metabolismo secundário e síntese de trealose, o que sugere a participação do AtbZIP63 na regulação da síntese destes compostos durante o dia, e possivelmente reflete a ocorrência de stress no mutante

Abstract: he Arabidopsis thaliana basic leucine zipper domain (bZIP) AtbZIP63 transcription factor is part of the response pathway to energy shortage coordinated by kinases KIN10/11. The T-DNA insertion mutant atbzip63-2 shows a reduction in the growth and development of leaves, as well as a delay in flowering compared to wild type (WT; ecotype Ws), when grown in short-day conditions. Long day or continuous light conditions promoted a partial or complete reversion, respectively, of the mutant to wild-type phenotype, raising the possibility that this phenotype is the result of an energy shortage. Plants silenced for AtbZIP63 showed similar characteristics to the atbzip63-2 mutant, confirming the involvement of this transcription factor in the growth. The gene expression profile and the levels of some metabolites of the atbzip63-2 indicated that AtbZIP63 takes part in the control of starch degradation, regulating the expression of some key genes in starch degradation. Diurnal AtbZIP63 mRNA level fluctuation is regulated by the circadian clock, and the phase oscillation is influenced by the availability of carbohydrates. In addition, to be controlled by the circadian clock, AtbZIP63 directly regulates the expression of PRR7 which encodes one of the key regulators of the core clock. We have therefore identified a reciprocal interaction between the clock and AtbZIP63 which is probably affecting the starch degradation process. This set of evidence reveals new aspects of the entrainment of the circadian clock by sugars, and is consistent with recent studies showing that sugars directly regulate the circadian clock. Our hypothesis is that AtbZIP63 is acting as a mediator between the energy status (availability of sugar) and the oscillatory mechanism of the A. thaliana circadian clock. Additionally, we found that the profile of transcripts at the end of the day in atbzip63-2 mutant is different from that observed in the end of the night, suggesting the involvement of AtbZIP63 in the regulation of genes involved in distinct regulatory networks according to the period of day. Among the genes deregulated in atbzip63-2 at the end of the x day, an enrichment for genes related to secondary metabolism and trehalose biosynthesis was observed. Suggesting the involvement of AtbZIP63 in regulating the synthesis of these compounds during the day, and probably reflects the occurrence of stress in the mutant
Subject: Arabidopsis
Fatores de transcrição de zíper de leucina básica
Amido - Degradação
Relógios circadianos
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2014
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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