Resumo: O crescimento e o desenvolvimento vegetal são mantidos por uma complexa rede controlada por fatores ambientais incluindo a disponibilidade de nutrientes, água e luz, e por diversas vias de sinalização que interagem entre si. Uma das principais vias que exerce papel fundamental na regulação do crescimento celular em eucariotos é a quinase "Target Of Rapamycin" (TOR). Em plantas, várias linhas de evidência apontam que a TOR desempenha uma função crucial no balanço entre carbono e nitrogênio, atuando como um regulador do metabolismo central controlando o crescimento e a produção de biomassa. Apesar disso, pouco se conhece sobre seu modo de ação em plantas. Para investigar a participação da TOR no controle do metabolismo, plântulas de Arabidopsis thaliana em fase inicial de desenvolvimento receberam tratamento com o inibidor químico da TOR, AZD-8055, e foram analisadas através de perfis metabólicos em larga escala (GC-TOF-MS e LC-MS/MS) combinados com análises enzimáticas ao longo do ciclo diuturno. As respostas metabólicas da inibição dessa via a curto prazo ampliaram as evidências de uma forte regulação do metabolismo primário. A repressão desta via em períodos específicos do ciclo diuturno permitiu elucidar que o fenótipo de acúmulo de amido ocorre graças à redução da degradação em períodos definidos do dia (primeiras e últimas horas de luz). Por outro lado, os baixos teores de sacarose não permitem comprovar que a inibição do complexo TOR apenas leve à diminuição da demanda de carbono para o crescimento. Ao contrário, a repressão desta via desacopla a percepção e sinalização de açúcares, indicando que o complexo TOR não apenas é afetado pelos níveis destes metabólitos, mas também atua em sua regulação. Um exemplo é a quebra da sólida relação entre sacarose e seu açúcar sinalizador trealose-6-fosfato (Tre6P) por mecanismo ainda não elucidado. Os resultados obtidos nessa tese expõem pela primeira vez a interação entre TOR e Tre6P, indicando um papel importante desta via em perceber os níveis de nutrientes para ajustar o crescimento vegetal Ver menos

Abstract: Plant growth and development are maintained by a complex network controlled by environmental factors including the availability of nutrients, water and light, and by several signaling pathways that interact with each other. One of the most important pathways that plays a key role in regulating cell growth in eukaryotes is the kinase "Target of Rapamycin" (TOR). In plants, several lines of evidence point out that TOR has a crucial function in carbon and nitrogen balance, acting as a regulator of central metabolism controlling growth and biomass production. However, knowledge about its mode of action is limited in plants. To investigate the contribution of TOR to the control of metabolism, seedlings of Arabidopsis thaliana in the early-stage of development were treated with the chemical inhibitor of TOR, AZD-8055, and analyzed using large-scale MS-based metabolite profiling (GC-TOF-MS and LC-MS/MS) in combination with enzymatic assays during the diurnal cycle. Short-term metabolic responses to the inhibition of this pathway have provided further evidences for a strong regulation of primary metabolism. TOR repression in specific periods of the diel cycle made it possible to elucidate that the starch excess phenotype occurs due to reduced starch degradation in particular periods of the day (first and last hours of light). On the other hand, the low levels of sucrose could not confirm that inhibition of TOR complex leads simply to a reduction in carbon demand for growth. Conversely, repression of this pathway uncouples sugar sensing and signaling, indicating that TOR complex is not only affected by the levels of these metabolites, but also play a role on their regulation. One example is the breakage of the solid correlation between sucrose and the signal molecule trehalose-6-phosphate (Tre6P) by an unknown mechanism. The results obtained in this thesis expose for the first time the interaction between TOR and Tre6P pointing out an important role of this pathway to sense nutrient levels in order to adjust plant growth Ver menos