Expressão gênica diferencial Expressão gênica diferencial entre os micélios monocariótico entre os micélios monocariótico e dicariótico de e dicariótico de Moniliophthora Moniliophthora perniciosa perniciosa Manuscrito submetido a MPMI e aceito com revisão Johana Rincones, Leandra M. Scarpari, Marcelo F. Carazzolle, Jorge M. C. Mondego, Eduardo F. Formighieri, Joan G. Barau, Gustavo G.L. Costa, Dirce M. Carraro, Laurival A. Vilas-Boas, Bruno V. de Oliveira, Maricene Sabha, Robson Dias, Júlio M. Cascardo, Ricardo A. Azevedo, Lyndel W. Meinhardt, and
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Expressão gênica diferencial entre os micélios monocariótico e dicariótico de Moniliophthora perniciosa Manuscrito submetido a MPMI e aceito com revisão.
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Expressão gênica diferencial entre os Expressão gênica diferencial entre os micélios monocariótico e dicariótico de micélios monocariótico e dicariótico de
Microarrays: 1131 clones com sinais de hibridização consistentes para as triplicatas. 189 clones diferencialmente expressos entre os dois tipos de micélio
XX X X
Discussão• 1131 clones analisados por microarray
• 1534 ESTs analisados
• ~20% dos 12.000 genes de M. perniciosa
• Real-time RT-PCR validou o uso de estratégias complementares, e confirmou dois genes novos
• Biotrófico mostra alto metabolismo, mas pouco crescimento: Cross-talk molecular?
• Apoplasto é pobre em nutrientes solúveis. Nutrição efetiva do patógeno é pré-requisito para infecção bem sucedida (Ferreira et al. 2007).
Metabolismo de fontes de carbono
• Micélio saprotrófico: transporte de hexoses, ciclo de Krebs, ciclo das pentoses-fosfato e ciclo do malato
• Micélio biotrófico: degradação de lipídios, proteínas, celulose, pectina e alcóols.
• Uso de fontes de carbono alternativas e a baixa taxa de crescimento do biotrófico caracterizam uma possível CCR no biotrófico (Divon e Fluhr, 2007)
• CCR: Similar ao “diauxic shift”. Reprogramação metabólica que pode levar à mudança de fase (biotrófico muda para saprotrófico quando crescido em açucar).
Metabolismo de fontes de nitrogênio
• Micélio biotrófico crescido em 0,5% extrato de levedura:– Amino ácido permeases – GABA shunt– tRNA ligases– AROM: síntese de amino ácido aromáticos
• NCR: reprogramação metabólica (via AREA). Expressão de fatores de patogenicidade e a mudança de fase no hemibiotrófico Colletotrichum lindemuthianum (Dufresne et al. 2000)
Fatores de patogenicidade• Glucuronyl hydrolase; degradação da parede celular
• Glyoxal oxidase 1: oxidação de aldeídos de cadeia curta (Ustilago maydis)
• Chitin synthase, classe V: proteção (Ustilago maydis)
• RICIN aglutinina: colonização do apoplasto
• Ceratoplatanina: toxina de Ceratocystis sp., causa necrose do cacau.
Metabolismo mitocondrial• Biotrófico mostra menor taxa de crescimento:
– ngr1: regulação do crescimento de levedura mediante aceleração da degradação mitocondrial
• Saprotrófico em cacau mostra maior taxa de crescimento do que em glicose:– Indução de citocromos, genes envolvidos em
regeneração de NADH, ribosomos mitocondriais e proteção a estresse oxidativo
Elementos transponíveis• Regulação diferencial destes elementos dependendo
do tipo de micélio• Possível relação com a geração de variabilidade
genética neste fungo homotálico.
Proteínas antifúngicas• Thaumatina-like: proteína de sabor doce, quando
produzida por plantas tem efeito antifúngico• KP4: killer protein produzida micoviruses. Linhagens
de fungos que possuem o virus são resistentes.• Possívelemente envolvidas em impedir a colonização
do cacaueiro por fungos competidores• Caso a KP4 possa inibir o crescimento de outras
linhagens de M. perniciosa, ajudaria a manter homozigose
Modelo• A fase biotrófica mostra pouco crescimento devido a
baixa disponibilidade de nutrientes no apoplasto e ao controle do metabolismo mitocondrial
• Os sintomas da doença são causados mediante a ativação de genes de patogenicidade controlados por condições de CCR e NCR
• Estes fatores eventualmente causam a morte do tecido e a liberação de nutrientes solúveis no apoplasto
• A disponibilidade de nutrientes induz a mudança de fase
• Poderiamos induzir uma mudança de fase pela disponibilidade de nutrientes? Edvaldo!