Metabolic responses to nitrogen deficiency and rapamycin treatment in freshwater microalgae strains

• Autor(a) principal: Covell, Lidiane
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29351; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.337
• topic: Chlamydomonas reinhardtii; Microalga - Metabolismo; Microalga - Efeito do nitrogênio; Microalga - Efeito do stress; Rapamicina; Fisiologia Vegetal

A privação de nutrientes leva a diferentes estresses às microalgas, que respondem alterando as vias metabólicas. Após a privação de nitrogênio (N), os acúmulos de amido e triacilgliceróis (TAGs) são significativamente alterados pela reprogramação do metabolismo celular. Além disso, a adaptação do crescimento e proliferação celular às mudanças ambientais é essencial para a sobrevivência dos sistemas biológicos. A proteína quinase Ser/Thr evolutivamente conservada "Alvo da Rapamicina" (TOR) é crucial para a via de sinalização que integra a detecção de sinais de crescimento à regulação do metabolismo e crescimento celular. A via TOR controla o crescimento celular promovendo processos anabólicos, incluindo síntese de proteínas e biogênese de ribossomos, e inibindo processos catabólicos, como autofagia. Portanto, um maior entendimento da regulação do crescimento e das vias metabólicas sob privação de N e inibição de TOR é necessário para entender a fisiologia e os mecanismos envolvidos na biossíntese de compostos de armazenamento em microalgas nativas brasileiras. Neste estudo, microalgas nativas, Scenedesmus obliquus BR003, Chlorella vulgaris BR017, Chlamydomonas sp. BR020 e Monoraphidium sp. BR023, e a linhagem modelo, Chlamydomonas reinhardtii CC503 foram selecionados para avaliar os parâmetros de crescimento, composição bioquímica e perfil metabólico sob diferentes concentrações de N e inibição da via TOR pela rapamicina. Além de respostas típicas que a privação de N leva como redução do crescimento celular, níveis de clorofilas e proteínas, o acúmulo diferencial de compostos primários, composição lipídica da membrana e ácidos graxos também foram observados. A análise metabólica e fisiológica sugere que as linhagens não apresentam apenas sensibilidade diferencial à ausência de N em relação aos tratamentos repleto e saturado de N, mas também diferenças entre as linhagens observadas em condições ótimas de cultivo. A dinâmica de resposta de crescimento, perfil metabólico e lipídico à inibição de TOR pela rapamicina mostrou uma diminuição no crescimento celular e fortes mudanças na partição de carbono e N por meio de um acúmulo de amido, triacilglicerol e aminoácidos. As linhagens apresentaram diferentes níveis de metabólitos, confirmando a diferença no acúmulo de composto de reserva de cada linhagem. Com base nos resultados, este estudo indica que, devido ao seu perfil metabólico, as microalgas apresentam diferentes respostas no crescimento celular e metabolismo sendo necessária uma melhor compreensão das vias metabólicas em diferentes linhagens para o uso biotecnológico. Palavras-chave: Clorófitas. Chlamydomonas reinhardtii. Metabolismo primário e lipídico. Rapamicina. Privação de nitrogênio.