Transcriptional profiling reveals overlap between ER- and osmotic-stress responses in soybean

Abstract

Embora a via de resposta a estresse do retículo endoplasmático (RE) seja potencialmente capaz de acomodar vias adaptativas, a sua integração com outras vias de sinalização, induzidas por condições adversas do meio ambiente, não tem sido analisada em plantas. Neste estudo, foi conduzida uma análise do perfil da expressão gênica global em folhas de soja expostas ao tratamento com polietileno glicol ou a indutores da resposta a proteínas mal-dobradas (UPR), a fim de identificar redes de integração entre respostas adaptativas induzidas por estresses osmótico e do RE. Os resultados revelaram os ramos principais da resposta ao estresse do RE, que incluem o aumento no dobramento e degradação de proteínas no RE, assim como mudanças específicas reguladas por desequilíbrio osmótico e ligadas a respostas celulares induzidas por desidratação. No entanto, uma pequena porção (5.5%) do total de genes regulados positivamente representou uma resposta comum que parece integrar as duas vias de sinalização. Estes genes co-regulados foram considerados alvos downstream dessa via de integração, baseado na cinética de indução e na resposta sinergística à combinação de tratamentos indutores dos estresses osmótico e do RE. Os genes nesta via de integração que exibiram intenso sinergismo de resposta codificam proteínas com diferentes funções. Duas delas contêm um domínio de desenvolvimento e morte celular (DCD) planta-específico, enquanto que uma outra tem homologia a proteínas com um domínio associado a ubiquitina (UBA). Uma proteína contendo o domínio NAC exibiu uma cinética de indução precoce e robusta, consistente com sua função como transfator. Esta via integrada divergiu daqueles ramos da UPR já caracterizados e que são específicos de estresses no RE, uma vez que os genes alvos foram inversamente regulados por estresse osmótico. Coletivamente, estes resultados descrevem um novo ramo da resposta ao estresse do RE que integra o sinal osmótico para potenciar transcrição de genes alvos comuns.