Caracterização de uma fosfatidilinositol 4-quinase putativa e seu efeito no desenvolvimento do grão de pólen

• Autor(a) principal: Oliveira, Carolina Rossi de
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/64/64133/tde-14072021-134554/
• topic: Arabidopsis thaliana; Arabidopsis thaliana; Desenvolvimento reprodutivo masculino; Expressão heteróloga; Heterologous expression; Interatores proteicos; Male reproductive development; Protein interactors; Tráfego vesicular; Vesicular traffic

O desenvolvimento dos grãos de pólen está intimamente relacionado à viabilidade dos mesmos e esta pode afetar significativamente o sucesso reprodutivo das plantas. No interior das anteras, as células esporogênicas masculinas se diferenciam e sofrem meiose para produzir micrósporos, que dão origem às unidades independentes de dispersão, os grãos de pólen. Estes mecanismos de desenvolvimento e maturação dos grãos de pólen são influenciados pelo tráfego de vesículas e endomembranas celulares. Desta forma, conhecer os mecanismos moleculares que dirigem e coordenam o desenvolvimento dos grãos de pólen são fundamentais, pois geram informações que podem elucidar o funcionamento e vias regulatórias que levam à diferenciação celular, morfogênese e controle gênico ao longo do desenvolvimento dos grãos de pólen. Na literatura encontra-se a identificação do gene AtPI4K?1(At2g40850), que codifica para uma fosfatidilinositol 4-quinase putativa, predominantemente expressa durante a meiose e a maturação dos grãos de pólen. Estudos ultraestruturais em plantas mutantes para esse gene mostraram grãos de pólen de formato irregular com viabilidade reduzida, indicando possíveis implicações desse produto gênico no desenvolvimento do grão de pólen. O presente trabalho tem como objetivo a caracterização do gene At2g40850 e o estudo de seu envolvimento no desenvolvimento de grãos de pólen. A caracterização comparativa do desenvolvimento de anteras e de pólen por microscopia de luz e eletrônica de transmissão em Arabidopsis thaliana selvagem e mutantes foi realizada, identificando-se em algumas amostras de células de tapete, vacúolos maiores do que nas amostras de material selvagem. Adicionalmente, enquanto anteras do tipo selvagem apresentavam micrósporos circulares vacuolados, anteras mutantes exibiram micrósporos bem desenvolvidos e também micrósporos defeituosos em forma e tamanho, características que podem estar associadas a possíveis defeitos durante a meiose ou a formação de tétrades. Adicionalmente, apesar de não ter sido possível a realização da complementação de mutantes para o gene At2g40850, possivelmente devido à ocorrência de competição gametofítica por grãos de pólen viáveis, os resultados obtidos através de análises de expressão transiente com o auxílio de marcadores de compartimentos celulares (linhas WAVE) em plantas de Nicotiana benthamiana, identificaram a co-localização subcelular da proteína ATPI4K?1 no golgi. Além disso, experimentos envolvendo seleção pelo sistema de duplo híbrido realizadas em amostras de botões florais de A. thaliana, revelaram uma lista de 27 possíveis interatores da proteína codificada pelo gene At2g40850 que podem ser ponto de partida para a elucidação de mecanismos de interação entre proteínas. Por fim, em análises de expressão heteróloga, foi possível obter a expressão da proteína em sistemas bacterianos e a purificação da mesma com alto grau de pureza, mostrando boas perspectivas de estudos futuros para a elucidação da atividade cinásica putativa da proteína ATPI4K?1. As informações geradas neste trabalho podem colaborar para estudos futuros do processo de desenvolvimento de grãos de pólen, aumentando o conhecimento sobre os mecanismos relacionados ao desenvolvimento reprodutivo masculino em plantas