Search

Prevê-se que a população mundial aumente, aproximadamente 34% em relação a 2009, até 2050. Para lidar com este aumento, é necessário aumentar o rendimento da agricultura. Um aumento no rendimento da agricultura requer plantas com a capacidade de resistir mais às condições de stress. Como elas são organismos sésseis, elas devem suportar e superar o stress biótico e abiótico. Frequentemente, a presença de stresses resulta na privação de energia, que é promovida pela redução da fotossíntese e pode levar à morte celular. A Sucrose non-fermenting1 protein kinase 1 (SnRK1) é responsável pelo restabelecimento da homeostasia energética e ao mesmo tempo intervém na regulação de processos de crescimento e desenvolvimento vegetais. Nesses mecanismos de regulação têm particular importância as fito-hormonas, tais como Ácido Abscísico (ABA) e as Giberelinas (GAs). As GAs são hormonas relacionadas com processos de desenvolvimento e de crescimento em plantas, envolvendo o alongamento das células, de que resulta um alongamento do hipocótilo e do tronco. As proteínas DELLA atuam como reguladores negativos dos efeitos de GA, na via de sinalização. Anteriormente, a interação entre as subunidades SnRK1 e as proteínas DELLA foi observada através de um ensaio de interação de proteínas, o Yeast Two-Hybrid. Neste estudo, a interação do complexo SnRK1 e das proteínas DELLA foi confirmada através de um teste de interação in vitro, o pull-down, o que sugere que as proteínas DELLA são substratos da SnRK1. Os resultados obtidos no presente trabalho mostram igualmente que a sobre expressão de SnRK1.1 origina um fenótipo de insensibilidade a GA. Globalmente, estes resultados sugerem que SnRK1 tem um papel importante na via de sinalização das giberelinas atuando como um regulador negativo.

As plantas são organismos sésseis, incapazes de se movimentar de modo a procurar melhores condições ambientais ou nutricionais. Desenvolveram, assim mecanismos que lhes permitem adaptar-se e sobreviver em condição de stress. O stress parece ser parcialmente descodificado num sinal de défice de energia que desencadeia uma resposta, que envolve a indução da expressão de genes relacionados com processos catabólicos e a repressão de genes envolvidos em processos anabólicos. As proteínas quinases e fosfatases desempenham um papel fundamental na regulação das vias de sinalização de stress e, em particular as quinases da superfamília das SnRK encontram-se envolvidas em vários processos da resposta a stress, principalmente abióticos. Enquanto as SnRK2 e SnRK3 estão sobretudo envolvidas na resposta a ABA e a stress hídrico e salino, as SnRK1 têm sido descritas como reguladores chave da resposta a défice energético. No entanto, um número crescente de estudos tem evidenciado a interligação entre estas duas vias de sinalização. Apesar da importância de SnRK1 na regulação da resposta ao stress e na regulação do crescimento e desenvolvimento em plantas, os mecanismos moleculares envolvidos são ainda pouco conhecidos. Com o objetivo de identificar proteínas que interagem com SnRK1 e que poderão estar envolvidas na sua via de sinalização, foi efetuado um rastreio, pelo método Y2H, utilizando uma biblioteca comercial normalizada construída a partir de mRNA extraído de onze tecidos de Arabidopsis. Foram identificadas 32 proteínas que potencialmente interagem com SnRK1.1, entre as quais MARD1 e NDF4. O estudo destas interações permitiu verificar que MARD1 medeia a interação entre SnRK1.1 e RAPTOR1B, sugerindo que, de forma semelhante à que ocorre em mamíferos, esta interação pode interligar a resposta ao défice energético envolvendo os complexos SnRK1 e TOR. Curiosamente, verificou-se que MARD1 medeia igualmente a interação entre SnRK1.1 e várias das MAPKs de Arabidopsis, o que poderá indicar que estas duas vias de sinalização estão igualmente interligadas. Foi também verificado que, no sistema de Y2H, SnRK1.1 interage, em alguns casos de forma depende de NDF4, com as proteínas DELLA, componentes essências da via de sinalização de giberelinas, o que pode sugerir uma interligação entre estas duas vias de sinalização e, desta forma, explicar parcialmente o papel de SnRK1 no crescimento e desenvolvimento das plantas. Um novo mecanismo de interligação entre as vias de sinalização de ABA e energia é sugerida pelos resultados obtidos em ensaios de Y2H mostrando que SnRK1.1 interage com SnRK2.3 e, pela observação de que em plantas que não expressam SnRK1.1/2, a expressão de genes de resposta a ABA é fortemente comprometida, sugerindo que SnRK1 poderá ativar as SnRK2 e, deste modo, ativar a resposta a ABA. No seu conjunto, estes dados evidenciam o papel de SnRK1 como regulador central da resposta ao défice energético em plantas e sugerem alguns dos mecanismos moleculares que poderão estar envidos, nomeadamente através da interação com várias outras vias de sinalização como o complexo TOR (interagindo com RAPTOR1B), as MAPKs, a via de sinalização de ABA (através da interação com SnRK2) e a via de sinalização de giberelinas (através da interação com proteínas DELLA).