Influência da redução da expressão dos genes que codificam a enzima malato desidrogenase mitocondrial no metabolismo de carbono em Setaria italica
A grande maioria das culturas e importantes gramíneas utilizadas para produção de bioenergia, incluindo milho, sorgo e cana de açúcar, têm sua produtividade impulsionada pelo tipo fotossíntético C4. O painço (Setaria italica) é uma cultura de cereais adaptada para crescer em ambientes estressantes e uma candidata modelo interessante para pesquisas relacionadas ao metabolismo C4. Aspectos específicos do metabolismo de plantas podem ser manipulados geneticamente com o objetivo de otimizar a eficiência da produção em diversas culturas, mas S. italica é considerada pela comunidade científica um alvo difícil para transformação e regeneração in vitro. No primeiro capítulo deste trabalho nós reportamos um novo método de transformação por Agrobacterium tumefasciens que resultou em aumento das taxas de transformação e regeneração em 120% quando comparado aos protocolos existentes, o que nos permitiu a realização do estudo mencionado no capítulo 3. Malato é um ácido carbônico que possui um papel chave no metabolismo de plantas e é também substrato/produto da enzima malato desidrogenase (MDH), uma oxidorredutase que cataliza a reação reversível entre malato e oxoloacetato. Em plantas, existem múltiplas isoformas de MDH que possuem diferentes papéis na célula. Malato desidrogenase mitocondrial (mtMDH) são enzimas chave envolvidas no ciclo do ácido tricarboxílico (Ciclo de Krebs) e mudanças na expressão de mtMDH apresentou diferenças no metabolismo e no fenótipo de várias espécies C3 porém ainda não existiam estudos relacionados a espécies C4. No capítulo 2 nós desenvolvemos um estudo in silico que proveu informações valiosas em relação aos genes que codificam mtMDH em S. italica, o que nos permitiu um melhor entendimento da função de cada mtMDH no metabolismo da espécie. No capítulo 3 nós realizamos um estudo bioquímico utilizando a estratégia de perda-e-ganho-de-função pela abordagem de RNAi com o objetivo de compreender a influência das duas isoformas de mtMDH no metabolismo do carbono de S. italica e a importância da respiração celular no acúmulo de carboidratos trazendo novas perspectivas para o campo biotecnológico.