Pesquisa

Nossa pergunta científica busca entender o desenvolvimento de plantas, mais especificamente o mecanismo de ação dos peptídeos hormonais, como eles atuam no nível celular, qual a(s) via(s) de transdução de sinais e quais os efeitos dentro da fisiologia e desenvolvimento vegetais. Esse projeto teve sua gênese em meu trabalho de pós-doutorado (Washington State University, Pullman, Wa, USA) onde descobriu-se uma nova família de peptídeos hormonais em plantas denominados RALF, do inglês, "Rapid Alkalinization Factor". Esse trabalho foi publicado em 2001 (PNAS v.98, p.12843 - 12847) e, desde então, meu grupo dedica-se a desvendar não somente a função mas também o mecanismo de ação dos mesmos. Dois trabalhos gerados já no Brasil, um publicado na Plant Molecular Biology (73: 271-281) e outro na FEBS Letters (582, 3343-3347), respondem, ainda que parcialmente, questões relacionadas ao processamento da preproproteína e também da função dos peptídeos. Quanto a função, descobriu-se que os peptídeos RALF regulam a expansão celular, mais especificamente o alongamento celular. 

 

Na atualidade, nosso grupo desenvolve, prioritariamente, três projetos:

 

a) Caracterização dos peptídeos RALF na planta modelo Arabidopsis thaliana.

Em Arabidopsis foi encontrada uma família gênica de 37 genes RALF ou RALF-LIKE, a incorporação de membros nesta família baseia-se na conservação da região C-terminal onde reside o peptídeo ativo. Destes 37, nove genes possuem estrutura primária mais próxima ao RALF originalmente isolado de tabaco, sendo eles: AtRALF1, AtRALF4, AtRALF19, AtRALF22, AtRALF23, AtRALF24, AtRALF31, AtRALF33 e AtRALF34.  Nosso grupo, visando o estudo das atividades biológicas destas isoformas, produziu e purificou estes peptídeos de forma recombinante em E.coli. Com estes nove peptídeos foram realizados ensaios de inibição de crescimento de raízes e hipocótilo, inibição da germinação de tubo polínico além do cálculo das meias-atividades máximas. O objetivo deste projetos é a caracterização de todos os membros da família RALF em arabidopsis.

 

b) Relação dos peptídeos RALF com outros hormônios vegetais.

A exemplo do que ocorre em animais, peptídeos hormonais desempenham papéis importantes no crescimento, desenvolvimento e defesa de plantas. RALF é um peptídeo hormonal ubíquo em plantas que está envolvido com aspectos básicos da biologia celular, provavelmente regulando negativamente a expansão celular. Dois dos genes RALF, AtRALF1 e AtRALF23, quando sob o controle do forte promotor constitutivo 35S, mostram um fenótipo semi-anão característico. Intrigante é o fato de somente a expressão do AtRALF23 ser influenciada por brassinosteróides. Estes fatos sugerem que peptídeos hormonais RALF, apesar de altamente conservados, apresentam uma interação com outros hormônios bastante complexa. Nosso objetivo neste projeto é esclarecer a função dos peptídeos RALF em plantas e a inter-relação existente entre os peptídeos e os demais hormônios vegetais. 

 

c) Via de transdução de sinais dos peptídeos RALF.

Poucos processos relacionados a biologia vegetal são tão complexos quanto o da expansão celular. Uma miríade de fatores colaboram para a sua regulação, entre eles merecem destaque a turgidez, a presença de celulose cristalina ou amorfa, a indução/repressão gênica, as modificações proteicas e o fluxo iônico. Estes fatores bioquímicos, biofísicos e mecânicos são orquestrados por uma, também complexa, rede de interações hormonais que envolvem auxinas, brassinosteróides, etileno, citocininas, ácido giberélico e peptídeos. Este projeto é parte de um objetivo maior, de longo prazo, que visa determinar qual o papel dos peptídeos RALF e o seu mecanismo de ação na regulação da expansão celular vegetal. Os objetivos específicos são a identificação dos receptores do peptídeo RALF, suas proteínas interagentes e a identificação dos demais componentes da via responsável pela percepção e transdução do sinal que leva a regulação negativa da expansão celular. 

 

 

Histórico do Grupo

Nosso grupo começou com a aprovação de um projeto Jovem Pesquisador da FAPESP em 2003. Inicialmente, o projeto foi desenvolvido dentro do Laboratório coordenado pelo Prof. Marcio C. Silva-Filho,  Laboratório de Biologia Molecular de Plantas do Departamento de Genética da ESALQ/USP. Em 2009, mudamos para o prédio do Centro de Biotecnologia Agrícola (CEBTEC), para o recém criado Laboratório de Bioquímica de Proteínas do Departamento de Ciências Biológicas também da ESALQ/USP. Nosso grupo, desde sua criação,  prima por publicações de impacto e que efetivamente contribuam para um melhor entendimento da bioquímica e fisiologia vegetais.