C. Ciências Biológicas - 4. Botânica - 3. Fisiologia Vegetal
INDUÇÃO DE FERRITINA EM CAFÉ POR ALUMÍNIO
Alexandra Bottcher1
Paulo Mazzafera1
Paula Macedo Nobile2
1. Universidade Estadual de Campinas
2. Instituto Agronômico de Campinas
INTRODUÇÃO:A deficiência de Fe em humanos, resultante de uma dieta inadequada, é um sério problema nutricional que atinge milhares de pessoas no mundo todo. A anemia derivada da falta desse mineral pode causar problemas graves de saúde. A ferritina é uma proteína encontrada em animais, plantas e bactérias, que armazena cerca de 4500 átomos de Fe por molécula, em uma forma não tóxica. Ela controla não só o nível de Fe no organismo quando em excesso, como também promove, em plantas, a liberação do mesmo quando requerido na fotossíntese, respiração, fixação de nitrogênio e síntese de DNA. Além disso, sabe-se que a ferritina pode mediar a resposta antioxidante de plantas expostas a estresses. Em humanos, além da ferritina se complexar com Fe, é também capaz de se ligar ao Al, evitando assim sua toxicidade. Como o café consegue crescer bem em solos com altas quantidades de Al e células tratadas com esse íon expressam grande quantidade de ferritina, há a possibilidade dessa proteína se complexar ao Al também em plantas. Os objetivos desse trabalho são verificar se células de café tratadas com solução de Al expressam grandes quantidades dos genes codificando para ferritina para controlar o nível desse metal nas células ou se se trata de uma resposta antioxidativa.METODOLOGIA:Para induzir a síntese de ferritina, células em suspensão dos cultivares Mundo Novo e Icatu de Coffea arabica foram crescidas em meio líquido e posteriormente tratadas com 300 e 1200 μM de FeSO4.7H2O ou 5 mM de AlK(SO4)2.12H2O por 72 horas. O RNA total foi extraído, tratado com DNAse e submetido à transcrição reversa para a síntese da primeira fita de cDNA. Foram feitas RT-PCRs com primers desenhados a partir da seqüência consenso (contig) formada por agrupamento de seqüências com homologia a uma família de ferritina no banco de dados do Projeto Genoma Brasileiro Café (PGBC) (http://www.lge.ibi.unicamp.br/cafe/). Os fragmentos amplificados foram clonados e os insertos seqüenciados para confirmação de sua natureza. Para observar o acúmulo do mRNA da ferritina foram feitas RT-PCR semi-quantitativas e para confirmação foram realizadas PCRs em tempo real. Para o estudo in silico da ferritina, foram escolhidos três contigs de C. arabica, que são superexpressos e estão disponíveis em uma biblioteca do PGBC feita a partir de células em suspensão e raízes de plantas tratadas com Al. Estes contigs também foram alinhados com os contigs formados para as espécies C. canephora e C. racemosa, que possuem bibliotecas no mesmo projeto. Após a tradução, um dendrograma foi construído utilizando as 3 espécies de café e outras plantas que possuem seu genoma seqüenciado.RESULTADOS:O sequenciamento comprovou que os fragmentos obtidos por meio da RT-PCR pertencem à proteína ferritina. Os resultados de RT-PCR semi-quantitativa revelaram um acúmulo de mRNA de ferritina nas amostras do cv Mundo Novo tratadas com 300 e 1200 μM de FeSO4.7H2O, e segundo os dados obtidos por PCR em tempo real esse aumento foi de até 8,9 e 18,2 vezes, respectivamente. Para as amostras tratadas com Al observou-se uma diminuição de 4,5 vezes no acúmulo de mRNA. Para o cv Icatu, as amostras tratadas com 300 e 1200 μM de FeSO4.7H2O e com 5 mM de AlK(SO4)2.12H2O expressaram respectivamente 29,0, 6,3 e 98,0 vezes menos o gene da ferritina, mostrando uma diminuição no acúmulo do mRNA. O dendrograma mostrou grande semelhança entre C. arabica e C. canephora, e disparidade em relação à seqüência de C. racemosa. Dois dos contigs de C. arabica apresentaram 100% de identidade entre si, já o terceiro não apresentou identidade significativa, possuindo apenas identidade de 100% com uma bacterioferritina. O contig de C. arabica apresentou 72,6 e 99% de identidade com os contigs formados para C. racemosa e C. canephora, respectivamente.CONCLUSÕES:Apesar das características do café de tolerar relativamente bem o Al no solo e a expressão de ferritina ter sido grande em células em suspensão e raízes de plantas tratadas com esse metal, nossos dados mostraram que não houve acúmulo de mRNA de ferritina nas amostras de C. arabica cv Mundo Novo e cv Icatu tratadas com 5 mM AlK(SO4)2.12H2O por 72 horas. Aliás, pôde-se observar que a síntese de mRNA de ferritina foi reprimida. Conforme esses resultados, provavelmente a tolerância do café ao Al presente no solo, para essas variedades, não deve ser devido à complexação por ferritina. Ensaios com enzimas antioxidativas estão sendo feitos para se verificar se o aumento de expressão de ferritina em Mundo Novo e a diminuição em Icatu poderiam estar relacionados à resposta antioxidativa dessas plantas ao Al. O dendrograma das seqüências de aminoácido de ferritina revela que existe maior similaridade entre as famílias de ferritina dentro de uma mesma espécie, do que entre as espécies analisadas.
Instituição de fomento: FAPESP e CNPq
Trabalho de Iniciação Científica
Palavras-chave: ferritina, alumínio, C. arabica
E-mail para contato: alebottcher@yahoo.com.br
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