ANÁLISE BIOINFORMÁTICA DO ESTRESSE OXIDATIVO EM PLANTAS SOB MICROGRAVIDADE E SUA COMPARAÇÃO COM HIPOXIA E CALOR
Estresse Abiótico. Alteração da força gravitacional. Homeostase Oxidativa. Via metabólica
As plantas enfrentam mudanças ambientais de forma frequente, quando essas causam estresse oxidativo são denominadas de estresse. A microgravidade, hipóxia e calor são exemplos de estresse abiótico que podem gerar um desequilíbrio oxidativo. A diminuição da gravidade é uma alteração ambiental que também gera estresse oxidativo, no entanto, ainda há falta de consenso em relação a todos os efeitos provocados por essa condição. Comparar estudos de microgravidade com outros fatores ambientais pode aprimorar a compreensão das respostas das plantas à microgravidade. Neste contexto, realizou-se a integração de dados transcriptômicos oriundos de estudos disponibilizados em plataformas de acesso aberto, os quais investigam os impactos do estresse de microgravidade, hipóxia e térmico em plantas. O objetivo dessa integração foi de enriquecer o entendimento das respostas vegetais à microgravidade, bem como explorar as variações desses efeitos ao longo de diferentes períodos de exposição. Assim sendo, ferramentas de bioinformática foram empregadas para identificar genes centrais, ontologias e vias metabólicas significativamente ativadas. A integração de dados utilizou 18 estudos de microgravidade com 10 estudos de estresse térmico e 10 estudos de hipóxia. Esta integração revelou significativa regulação negativa de genes relacionados à biossíntese de clorofila e processos associados às proteínas de captação de luz. Esses resultados sugerem que a fotooxidação pode ter um efeito pronunciado em condições de microgravidade. Esse efeito parece diminuir com o aumento do tempo de exposição. Houve também sobreposição na ativação de vias metabólicas antioxidantes: metabolismo de glutationa, biossíntese de fenilpropanoides e transdução de fitohormônios, demonstrando que as plantas buscam homeostase redox por meio de diferentes estratégias. O efeito antioxidante permanece em todo o tempo de exposição, sendo mais forte nos primeiros dias de exposição. Genes hub também foram identificados, sendo a maioria relacionado a produção de clorofila e produção de propanóides. Portanto, a reação das plantas ao estresse oxidativo gerado pela microgravidade afeta de forma significativa a fotossíntese, contudo, este impacto pode ser mitigado por uma atividade antioxidante intensa. Esta pesquisa explora como o estresse oxidativo induzido pela microgravidade pode influenciar a fotossíntese e destaca a ativação de mecanismos antioxidantes robustos, fundamentais para preservar o equilíbrio redox diante dos desafios apresentados pela microgravidade. A comparação dessas respostas com as provocadas por outros estresses ambientais fornece perspectivas importantes sobre a capacidade adaptativa das plantas em ambientes com força gravitacional diferente. Tal entendimento é crucial para desenvolver estratégias que aumentem a resiliência de cultivos em contextos de agricultura espacial.