ZAR1: um modulador negativo da resposta aos estresses por deficiência hídrica e do retículo endoplasmático
Estresses bióticos e abióticos são os principais desafios na agricultura e estudos de vias de sinalização são importantes para contornar essa problemática. A via de sinalização de morte celular programada (PCD) media por NRP/DCDs se destaca pela integração da resposta molecular de diversos estresses bióticos e abióticos culminando na morte celular programada. Esta via é modulada negativamente pela chaperona molecular BiP por mecanismos ainda não elucidados. A superexpressão da chaperona molecular BiP permite uma maior tolerância a condições de estresses osmótico e do retículo endoplasmático (RE) sob condições de deficiência hídrica. Em busca de genes envolvidos no mecanismo de tolerância mediado por BiP e seu efeito na via PCD mediada por NRP/DCDs, um escrutínio genético em plantas superexpressando BiP mutagenisadas foi realizado. Foram selecionadas plantas mutantes que suprimiam o fenótipo de tolerância a seca mediado pelo chaperone molecular BiP. Estas linhagens tiveram o genoma sequenciado e a identificação de mutações especificas permitiu a identificação de alguns genes candidatos. Assim ZAR1 (Zygotic Arrest 1), gene que codifica um receptor do tipo cinase (RLK) foi selecionado como gene candidato a supressor do mecanismo mediado por BiP. O presente trabalho realizou experimentos para tentar caracterizar o papel molecular e fisiológico de ZAR1. Foram geradas plantas superexpressando ZAR1 e plantas que tinham o gene de zar1 silenciado. Nos experimentos realizados foi demonstrado que o nível de expressão de ZAR1 altera o fenótipo de plantas de Arabidopsis thaliana, em condições de estresse no RE e estresse por deficiência hídrica. Sob deficiência hídrica plantas silenciadas para o gene zar1 apresentaram um fenótipo mais sensível a deficiência hídrica, comparado com plantas Col0, enquanto plantas superexpressando ZAR1 apresentaram um fenótipo mais tolerante que a Col0. Além disso, plantas superexpressando ZAR1 possuem um atraso do processo de morte celular induzida por um agente causador de estresse no RE (tunicamicina), enquanto plantas silenciadas apresentaram o processo de morte celular acelerado comparado com plantas controle. Através de ensaios de fosforilação in vivo foi demonstrado que ZAR1 é fosforilada em resíduos de serina e tirosina em condições de estresse no RE ou estresse osmótico. No entanto, não foi possível identificar quais os resíduos específicos de aminoácidos são os alvos de modificações pós-traducionais nestas condições. Embora se saiba que há interação entre ZAR1 e RGS1 (Regulador da Sinalização de Proteína G), a fosforilação de ZAR1 sobre RGS1 não havia sido identificada. Assim, um ensaio de fosforilação in vitro também foi realizado e demonstrou que ZAR1 pode fosforilar RGS1 em resíduos de serina ainda não caracterizados. Coletivamente, os resultados indicam que ZAR1 pode estar envolvido com a via de tolerância ao estresse por déficit hídrico e no RE ao atenuar da morte celular ativada por estresses. Além disso, ZAR1 pode atuar como um modulador da via de proteínas G heterotriméricas através da interação/modulação de RGS1, apresentando um papel-chave na resposta de estresse abiótico. Palavras-chave: RLK. Resposta a Estresse. Sinalização Celular.
Proteínas cinases, Estresse hídrico, Comunicação celular
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