Resumo |
O fungo Hemileia vastatrix é o agente causal da ferrugem do cafeeiro, considerada a principal doença que acomete as lavouras de café, levando à queda de até 50% da produção na lavoura, gerando prejuízos fitossanitários e econômicos ao país. A compreensão de padrões e mecanismos moleculares da interação planta-patógeno pode auxiliar os programas de melhoramento genético, identificando vias e alvos funcionais para o controle desta infecção. Para avaliar a hipótese de interação entre os repertórios de proteínas de membrana relacionadas ao processo de infecção propomos, sob a abordagem do interatoma, adotar como modelo as proteínas provenientes dos genomas de H. vastatrix e Coffea canephora. Com o auxílio de bancos de dados de interação proteína-proteína, utilizamos de métodos de multialinhamentos de sequencias e algoritmos de bioinformática. Contra a base de dados PEIMAP, adotou-se do BLASTP, considerando 40% de identidade e 70% de cobertura. Para a base de dados SCOP, utilizada pelo PSIMAP, adotou-se o PSI-BLAST considerando e-value <=1x10-4. Para a base de dados iPfam, utilizada pelo PFAM, adotou-se modelos ocultos de Markov considerando e-value <=1x10-4. Após o cálculo do score para cada par de interação por banco foi feito a normalização dos dados com valores entre 0 a 1. A partir disto, realizamos um cálculo de confiança assumindo independência entre os três métodos e atribuindo novo valor para cada par de interação. As interações foram significativas quando este valor foi >= 0,7. Para a predição de proteínas de membrana do fungo, sendo secretadas, excretadas e/ou de superfície utilizamos os programas Tmhmm, SignalP, WoLF Psort e Phobius. Estes resultados foram concatenados e filtrados aos resultados do interatoma para a construção do interatoma de membrana. Com o uso do programa AgBase-GOanna averiguamos as anotações de proteína e de ontologia gênica para as proteínas do café. Para a visualização das redes utilizamos do software Cytoscape 3.6.0, adotando do pacote ModuLand para identificação de módulos de interações e do pacote BINGO para revelar distintos clusters funcionais entre os módulos, considerando p-valor <= 0,05. Na rede do interatoma total foram observadas 180.115 interações entre 2.896 proteínas de H. vastatrix e 3.189 proteínas de C. canephora, com 20 clusters funcionais significativos. Na rede do interatoma de membrana foram observadas 38.439 interações entre 548 proteínas de H. vastatrix e 2.382 proteínas de C. canephora, com 15 clusters funcionais significativos, apresentando importantes funções envolvidas na defesa da planta, sendo um deles o processo metabólico de fenilpropanoide (p-valor = 1,18x10-7). Os resultados das redes apresentaram estruturas fortemente modulares com alto números de componentes conexos. Estas análises permitiram identificar famílias de proteínas sabidamente envolvidas na modulação da fisiologia do café, sugerindo vias e alvos para a validação experimental e auxilio no controle da ferrugem do cafeeiro. |