Regulation of frizzled receptor activity at the plasma membrane : an interplay of the receptor, the trimeric G protein Go, and RGS protein and a scaffolding protein Kermit

G-protein-signaling pathways convey extracellular signals inside the cells and regulate distinct physiological responses. This type of signaling pathways consists of three major components: G-protein-coupled receptors (GPCRs), heterotrimeric G proteins (G-proteins) and downstream effectors. Upon ligand binding, GPCRs activate heterotrimeric G proteins to initiate the signaling cascade. Dysfunction of GPCR signaling correlates with numerous diseases such as diabetes, nervous and immune system deficiency, and cancer. As the signaling switcher, G-proteins (Gs, Gq/11, G12/13, and Gi/o) have been an appealing topic of research for decades. A heterotrimeric G-protein is composed of three subunits, the guanine nucleotide associated a-subunit, ß and y subunits. In general, the duration of signaling is determined by the lifetime of activated (GTP bound) Ga subunits. Identification of novel communication partners of Ga subunits appears to be an attractive way to understand the machinery of GPCR signaling. In our lab, we mainly focus on Gao, which is abundantly expressed in the nervous system. Here we present two novel interacting partners of Drosophila Gao: Dhit and Kermit, identified through yeast two-hybrid screening and genetic screening respectively. Dhit is characterized by a small size with a conserved RGS domain and an N-terminal cysteine rich motif. The RGS domain possesses the GAP (GTPase activating protein) activity towards G proteins. However, we found that Dhit exerts not only the GAP activity but also the GDI (guanine nucleotide dissociation inhibitor) activity towards Gao. The unexpected GDI activity is preserved in GAIP/RGS19 - a mammalian homologue of Dhit. Further experiments confirmed the GDI activity of Dhit and GAIP/RGS19 in Drosophila and mammalian cell models. Therefore, we propose that Dhit and its mammalian homologues modulate GPCR signaling by a double suppression of Ga subunits - suppression of their nucleotide exchange with GTP and acceleration of their hydrolysis of GTP. Kermit/GEPC was first identified as a binding partner of GAIP/RGS19 in a yeast two- hybrid screen. Instead of interacting with the Drosophila homologue of GAIP/RGS19 (Dhit), Kermit binds to Gao in vivo and in vitro. The functional consequence of Kermit/Gao interaction is the regulation of localization of Vang (one of the planar cell polarity core components) at the apical membrane. Overall, my work elaborated the action of Gao with its two interaction partners in Gao- mediated signaling pathway. Conceivably, the understanding of GPCR signaling including Gao and its regulators or effectors will ultimately shed light on future pharmaceutical research. - Les voies de signalisation médiées par les protéines G transmettent des signaux extracellulaires à l'intérieur des cellules pour réguler des réponses physiologiques distinctes. Cette voie de signalisation consiste en trois composants majeurs : les récepteurs couplés aux protéines G (GPCRs), les protéines G hétérotrimériques (G-proteins) et les effecteurs en aval. Suite à la liaison du ligand, les GPCRs activent les protéines G hétérotrimériques qui initient la cascade de signalisation. Des dysfonctions dans la signalisation médiée par les GPCRs sont corrélées avec de nombreuses maladies comme le diabète, des déficiences immunes et nerveuses, ainsi que le cancer. Puisque la voie de signalisation s'active et se désactive, les protéines G (Gs, Gq/11, G12/13 et Gi/o) ont été un sujet de recherche attrayant pendant des décennies. Une protéine G hétérotrimérique est composée de trois sous-unités, la sous-unité a associée au nucléotide guanine, ainsi que les sous-unités ß et y. En général, la durée du signal est déterminée par le temps de demi-vie des sous-unités Ga activées (Ga liées au GTP). Identifier de nouveaux partenaires de communication des sous-unités Ga se révèle être un moyen attractif de comprendre la machinerie de la signalisation par les GPCRs. Dans notre laboratoire nous nous sommes concentrés principalement sur Gao qui est exprimée de manière abondante dans le système nerveux. Nous présentons ici deux nouveaux partenaires qui interagissent avec Gao chez la drosophile: Dhit et Kermit, qui ont été identifiés respectivement par la méthode du yeast two-hybrid et par criblage génétique. Dhit est caractérisé par une petite taille, avec un domaine RGS conservé et un motif N- terminal riche en cystéines. Le domaine RGS contient une activité GAP (GTPase activating protein) pour les protéines G. Toutefois, nous avons découvert que Dhit exerce non seulement une activité GAP mais aussi une activité GDI (guanine nucleotide dissociation inhibitor) à l'égard de Gao. Cette activité GDI inattendue est préservée dans RGS19 - un homologue de Dhit chez les mammifères. Des expériences supplémentaires ont confirmé l'activité GDI de Dhit et de RGS19 chez Drosophila melanogaster et les modèles cellulaires mammifères. Par conséquent, nous proposons que Dhit et ses homologues mammifères modulent la signalisation GPCR par une double suppression des sous-unités Ga - suppression de leur nucléotide d'échange avec le GTP et une accélération dans leur hydrolyse du GTP. Kermit/GIPC a été premièrement identifié comme un partenaire de liaison de RGS19 dans le criblage par yeast two-hybrid. Au lieu d'interagir avec l'homologue chez la drosophile de RGS19 (Dhit), Kermit se lie à Gao in vivo et in vitro. La conséquence fonctionnelle de l'interaction Kermit/Gao est la régulation de la localisation de Vang, un des composants essentiel de la polarité planaire cellulaire, à la membrane apicale. Globalement, mon travail a démontré l'action de Gao avec ses deux partenaires d'interaction dans la voie de signalisation médiée par Gao. La compréhension de la signalisation par les GPCRs incluant Gao et ses régulateurs ou effecteurs aboutira à mettre en lumière de futurs axes dans la recherche pharmacologique.

Modelo matemático para estimativa da temperatura média diária do ar no Estado de Goiás

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo matemático de estimativa da temperatura média diária do ar no Estado de Goiás, que considera simultaneamente as variações espacial e temporal. O modelo foi desenvolvido por meio de uma combinação linear da altitude, latitude, longitude e da série trigonométrica de Fourier incompleta usando os três primeiros coeficientes harmônicos. Os parâmetros do modelo foram ajustados aos dados de 21 estações meteorológicas, por meio de regressão linear múltipla. O coeficiente de correlação resultante do ajuste do modelo foi de 0,91, e o índice de concordância de Willmott foi igual a 1. O modelo foi testado com os dados de três estações de altitudes diferentes: elevada (1.100 m), média (554 m) e baixa (431 m). O desempenho foi considerado mediano para altitudes baixas e elevadas, e muito bom para altitudes médias.

Produção de fitomassa e acúmulo e liberação de nutrientes por plantas de cobertura na safrinha

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de plantas de cobertura quanto à fitomassa, ao acúmulo e à liberação de nutrientes, durante a entressafra, em um Latossolo Vermelho distroférrico, no Cerrado. O experimento foi realizado em Santo Antônio de Goiás e Rio Verde, GO, de novembro de 2007 a outubro de 2008. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, em esquema de parcelas subdivididas no tempo, com as plantas de cobertura avaliadas nas parcelas principais e com os períodos de coleta de fitomassa nas subparcelas, com quatro repetições. As espécies avaliadas foram: Urochloa brizantha, U. ruziziensis, Pennisetum glaucum e U. ruziziensis + Cajanus cajan e, como referência, pousio com vegetação espontânea. As épocas de coleta foram seis em Santo Antônio de Goiás e cinco em Rio Verde, a partir da data de dessecação do P. glaucum, aos 60 dias após a semeadura. O P. glaucum apresentou as maiores quantidades de fitomassa seca no início da entressafra, enquanto as outras coberturas apresentaram acúmulos significativos de fitomassa e nutrientes no final da entressafra.

CARACTERIZAÇÃO DE FRUTOS E ÁRVORES DE CAGAITA (Eugenia dysenterica DC.) NO SUDESTE DO ESTADO DE GOIÁS, BRASIL

Dentre as espécies frutíferas do bioma cerrado destaca-se a cagaiteira (Eugenia dysenterica DC., Myrtaceae), cujos frutos são consumidos in natura ou processados. Os frutos, folhas e casca apresentam propriedades medicinais, a madeira é utilizada em pequenas construções e carvão. Objetivou-se caracterizar frutos e árvores da espécie por amostragem de populações de plantas existentes no Sudeste de Goiás. Coletaram-se 1344 frutos de 112 plantas de 10 sub-populações para caracterização física dos mesmos e dados de 95 árvores, visando a sua descrição morfológica. Constatou-se variação significativa ao nível de 1% de probabilidade entre as 112 plantas para todos os caracteres de fruto, assim como entre plantas dentro de subpopulação e entre as médias de subpopulações. A média para a variável peso de fruto e número de sementes por fruto foi de 12,67g e 1,70, respectivamente. Os valores máximos e mínimos encontrados para a variável altura de planta foram, respectivamente, 11,0 m e 4,10 m e para diâmetro de copa foram de 10,30 m e 1,80m.

Caracterização morfológica e avaliação de cultivares de bananeira resistentes a Sigatoka Negra (Mycosphaerella fijiensis Morelet) no sudoeste goiano

Cinco cultivares de bananeira resistentes a Sigatoka Negra foram cultivadas na área experimental da Universidade Federal de Goiás, no município de Jataí, localizado na região Sudoeste do Estado. O objetivo foi introduzir genótipos resistentes a Sigatoka Negra no Estado, bem como fazer a caracterização morfológica desses materiais nessas condições climáticas. O trabalho foi realizado por meio da avaliação, em três ciclos produtivos, dos seguintes componentes de produção: intervalo em dias entre o plantio e o florescimento, número de folhas no florescimento e na colheita, número de pencas por cacho, frutos por cacho e frutos por penca, comprimento do cacho e dos frutos e peso do engaço, das pencas e do cacho. As cultivares falsa FHIA-18 e Caipira produziram em média aos 393 dias, apresentando maior precocidade em relação às demais cultivares. Como era esperado, a FHIA-21, que é uma bananeira tipo Terra, apresentou um ciclo maior (488 dias). O clima e a altitude de Jataí-GO podem ter contribuído para o aumento do ciclo das cinco cultivares quando comparado com outras regiões. Para as características de produção, a FHIA-01 e a falsa FHIA-18 se destacaram das demais. Para o número de pencas, a Thap Maeo se destacou nos três ciclos, mostrando a característica deste genótipo. As maiores alturas na floração foram observadas nas cultivares FHIA-21 e Thap Maeo, que também foram as que mais sofreram com os efeitos do vento.

Caracterização de ambientes com alta ocorrência natural de araticum (Annona crassiflora Mart.) no Estado de Goiás

Foram selecionadas 14 áreas no Estado de Goiás, Brasil, com alta densidade da espécie araticum (Annona crassiflora Mart.) e com menor ação antrópica possível. Cada área possuía 1,0ha, estando subdividida em quatro quadrantes (0,25ha). Foram levantados os dados relativos às características físicas das áreas, das plantas e dos solos (0-20cm). Os resultados demonstraram que o araticum tende a ocorrer em maior densidade em Latossolos não concrecionários dos chapadões, em formação de cerrado típico. A área basal total das plantas entre as áreas em estudo é influenciada positivamente pela concentração de Ca, Mg e K no solo. A densidade de plantas de araticum é influenciada negativamente pela concentração de Fe no solo. A distância geográfica entre as áreas não influenciou na densidade de plantas, na área basal média e na área basal total das plantas de araticum.

Mercado de frutas frescas no município de Mineiros-GO

A eficiência na comercialização de frutas necessita de estudos constantes nos mercados para fornecer informações que possam servir de suporte à elaboração de estratégias e execuções de ações para melhorias do contexto mercadológico. O presente trabalho teve como objetivo realizar levantamento do mercado de frutas frescas no município de Mineiros-GO, a fim de fornecer informações de mercado que possam auxiliar em ações específicas ao setor. Para isso, foram realizadas pesquisas em estabelecimentos comerciais (equipamentos varejistas: supermercados, quitandas/sacolões e feira-livre), entre dezembro de 2005 e janeiro de 2006, mediante aplicação de questionários em cada equipamento. Dentre as frutas relacionadas pelos resultados da pesquisa, a laranja foi a que apresentou o maior volume de comercialização (7.196 kg semana-1), seguida da banana (2.812 kg semana-1) e maçã (2.526 kg semana-1). Os resultados demonstraram que os supermercados e as quitandas são os principais responsáveis pelo comércio de frutas em Mineiros. A deficiência na produção local de frutas em Mineiros pôde ser sugerida quando ficou demonstrado que 93,3% dos estabelecimentos de frutas comercializadas neste município são abastecidos pelos Ceasas e apenas 6,7% por produtores locais.

Perdas de frutas frescas no comércio varejista de Mineiros-GO: um estudo de caso

O presente trabalho teve como objetivo realizar levantamento das perdas de frutas frescas nos mercados varejistas do município de Mineiros-GO, bem como suas causas e providências a serem tomadas. Para isso, foram realizadas pesquisas mediante visitação aos equipamentos varejistas (supermercados, quitandas/sacolões e feira livre) para aplicação de questionário. Os resultados demonstraram que, semanalmente, são perdidos 3,2% do volume de frutas comercializado em Mineiros e que os supermercados, por serem os principais mercados varejistas, são predominantes no volume de perdas. Os mercados varejistas citaram o armazenamento inadequado (falta de refrigeração) e as más condições de transporte (rodovias sob condições ruins de conservação) como as principais causas das perdas de frutas frescas. O controle de estoque, a educação do consumidor final e a melhoria da qualidade das frutas são medidas prioritárias a serem tomadas conforme a rede varejista. Conclui-se que os mercados varejistas de Mineiros precisam desenvolver ações mais enérgicas e apresentar atitudes a fim de diminuir as perdas dos produtos frutícolas.

Lipid anchoring of Arabidopsis phototropin 1 to assess the functional significance of receptor internalization: should I stay or should I go?

The phototropin 1 (phot1) blue light receptor mediates a number of adaptive responses, including phototropism, that generally serve to optimize photosynthetic capacity. Phot1 is a plasma membrane-associated protein, but upon irradiation, a fraction is internalized into the cytoplasm. Although this phenomenon has been reported for more than a decade, its biological significance remains elusive. Here, we use a genetic approach to revisit the prevalent hypotheses regarding the functional importance of receptor internalization. Transgenic plants expressing lipidated versions of phot1 that are permanently anchored to the plasma membrane were used to analyse the effect of internalization on receptor turnover, phototropism and other phot1-mediated responses. Myristoylation and farnesylation effectively prevented phot1 internalization. Both modified photoreceptors were found to be fully functional in Arabidopsis, rescuing phototropism and all other phot1-mediated responses tested. Light-mediated phot1 turnover occurred as in the native receptor. Furthermore, our work does not provide any evidence of a role of phot1 internalization in the attenuation of receptor signalling during phototropism. Our results demonstrate that phot1 signalling is initiated at the plasma membrane. They furthermore indicate that release of phot1 into the cytosol is not linked to receptor turnover or desensitization.

Características químicas de amêndoas de barueiros (dipteryx alata vog.) de ocorrência natural no cerrado do estado de Goiás, Brasil

Visando a ampliar os conhecimentos sobre os teores nutricionais de frutos de barueiro, planta nativa do Cerrado, com a finalidade de subsidiar o manejo econômico da cultura, determinaram-se as características químicas de amêndoas de barueiros provenientes de diferentes regiões geográficas do Cerrado goiano. Onze regiões do Estado de Goiás com elevada ocorrência natural de barueiro foram selecionadas e em cada região foram escolhidas, aleatoriamente, doze plantas em plena produção. Coletaram-se aproximadamente 60 frutos e, após seleção, amostraram-se 20 frutos por árvore. As amêndoas foram retiradas dos frutos e, trituradas, constituindo uma amostra composta. Determinaram-se: umidade, proteína, extrato etéreo, minerais e perfil de ácidos graxos. Os dados foram submetidos à análise de variância, e as médias foram comparadas pelo teste Tukey, a 5% de probabilidade. Os teores médios de umidade das amêndoas de baru variaram nas regiões estudadas entre 2,93-5,07 g (100 g)-1, a proteína entre 25,16-27,69 g (100 g)-1 e o teor de extrato etéreo de 32,42-37,36 g (100 g)-1. Os teores médios de ácidos graxos saturados variaram de 19,93-25,74 g (100 g)-1 e deácidos graxos insaturados de 73,47-79,19 g (100 g)-1. Os ácidos graxos de maior ocorrência foram oleico e linoleico, seguidos pelos ácidos palmítico, lignocérico, esteárico, behênico, gadoleico e araquítico. Os macronutrientes minerais que apresentaram maiores teores, foram potássio, fósforo e enxofre. Com relação aos micronutrientes minerais, o ferro apresentou maior concentração.

Produção de frutos e caracterização de ambientes de ocorrência de plantas nativas de araticum no cerrado de Goiás

Este estudo teve como objetivo avaliar a produção de frutos de araticum no Cerrado do Estado de Goiás. Foram selecionadas, para a realização do trabalho, 14 áreas de ocorrência natural do araticum no Estado de Goiás, de janeiro de 2000 a julho de 2002. Em cada área, foram selecionadas de 30 a 40 plantas adultas de araticum. O delineamento experimental adotado corresponde ao modelo hierárquico, para produção de frutos, sendo os dados obtidos submetidos à análise de variância. A estrutura espacial da variação fenotípica entre as populações das áreas analisadas foi investigada a partir do critério de ligação UPGMA. Os resultados demonstraram que a produção de frutos de araticum é baixa e variável entre as áreas e entre os anos, sendo a média de 2,97 aproveitáveis e de 1,37 frutos inaproveitáveis por planta. A variação fenotípica de caracteres morfológicos entre populações de araticum do Estado de Goiás não apresenta um padrão de estruturação espacial. A produção de frutos por planta é muito variável, sendo que algumas plantas apresentam características produtivas e de qualidade aparente de frutos que as credenciam com potencial para plantas-matrizes. As principais pragas que atacam os frutos de araticum são: Spermologus funereus, Cerconota anonella e Bephratelloides pomorum. A pressão antrópica sobre os ambientes naturais de produção de araticum tem reduzido a produção atual e pode inviabilizar as produções futuras.