Orientadores: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira, Jorge Mauricio Costa MondegoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: O fungo basidiomiceto Moniliophthora perniciosa é o agente causador da doença Vassoura de Bruxa do cacaueiro. M. perniciosa é um fungo hemibiotrófico com uma fase biotrófica longa, uma característica incomum para os fitopatógenos. O sequenciamento do genoma de M. perniciosa, enriquecido por dados de RNA-seq, permitiu a anotação de genes que codificam proteínas relacionadas à patogenicidade (PR). As PRs são um grupo de 17 famílias proteicas heterogêneas em função, dentre as quais podemos destacar as proteínas PR-1 e PR-5 (Taumatina-like). As proteínas PR-5 Taumatina-like são conhecidas como proteínas antifúngicas em plantas, porém estudos em fungos basidiomicetos mostram seu envolvimento no remodelamento celular durante a formação de cogumelos. Nesse trabalho observou-se que o fungo M. perniciosa possui 13 genes codificando proteínas do tipo taumatina (TLP) sendo a espécie com o maior número de descritos até o momento. Através da anotação de dados de RNA-seq e de experimentos de qPCR, verificamos que 4 MpTLPs são transcritas durante a fase de vassoura seca da doença, situação em que o cacau está susceptível a ação de fungos oportunistas, podendo indicar que estas proteínas estão envolvidas no combate contra esses microrganismos. Hipotetizamos também que essas proteínas poderiam participar na formação de basidiocarpo e na proteção do fungo contra mecanismos de defesa vegetal incentivados pela degradação de polissacarídeos da parede celular. Dentre as proteínas fúngicas que consideramos importantes para o estabelecimento da doença estão proteínas com domínios conservados SCP/TAPS, conhecidas também como PR-1. Diversos artigos têm mostrado a importância dessas proteínas no sistema de resposta de defesa não só em plantas, mas também nos mais diversos organismos, desde levedura a humanos. Além disso, proteínas SCP/TAPS também têm a capacidade de inibir a ação de moléculas hidrofóbicas vegetais com potencial antifúngico. Identificamos no genoma do M. perniciosa 11 genes (MpPR-1) que codificam proteínas pertencentes a superfamília SCP/TAPS. Esses genes são diferencialmente expressos ao longo do desenvolvimento do fungo e alguns desses são expressos preferencialmente ou exclusivamente in planta durante a progressão da doença Vassoura de Bruxa. Ensaios funcionais envolvendo complementação de leveduras mutantes para os genes PR-1 de levedura (PRY) e de ligação in vitro em proteínas e lipídeos, evidenciaram a capacidade das proteínas MpPR-1 em exportar e se ligarem a colesterol e a palmitato, além de ajudarem na detoxificação do fungo contra os efeitos do glicoesteróide vegetal tomatina. Acreditamos que o presente trabalho pode contribuir para o melhor entendimento sobre os mecanismos das funções das MpPR1s e MpTLPs na Vassoura de Bruxa. Além de contribuir aos esforços que vêm sendo empreendidos no Projeto Vassoura de Bruxa, transformando os conhecimentos adquiridos em possíveis alvos para o controle da Vassoura de Bruxa. Além de agregar novas informações que podem se converter em conhecimentos capazes de gerar possíveis alvos para o tão sonhado controle da Vassoura de BruxaAbstract: The basidiomycete fungus Moniliophthora perniciosa is the causative agent of Witches¿ Broom disease (WBD) in cacao (Theobroma cacao). M. perniciosa displays a hemibiotrophic lifestyle with an extended biotrophic stage, an uncommon trait among phytopathogens. The genome of M. perniciosa, enhanced by data originated in RNA-seq, allowed annotation of genes encoding Pathogenicity Related Protein (PRs). The PRs are a group of 17 functionally heterogeneous protein families, among which we can highlight the PR-1 and the PR-5 (Thaumatin-like). Thaumatin-like proteins (TLPs) are considered fungal inhibitors in plants. However, studies in basidiomycete fungal show their involvement in cellular remodeling during mushrooms formation. In this work, we have identified that M. perniciosa fungus is the species with greatest number of Thaumatin-like, with 13 genes. RNA-seq annotation and qPCR experiments revealed that 4 MpTLPs are expressed during the dry broom stage of the disease, at which the cacao is susceptible to opportunistic fungus, indicating that these proteins are involved in the fight against these microrganisms. In addition, we hypothesize the participation of TLPs in basidiocarp formation and in the fungal protection against plant defense mechanisms triggered by cell walls polysaccharides. Among the fungal proteins which may be significant for establish the disease are proteins with conserved domains SCP/TAPS, also known as PR-1. Several articles have shown the importance of these proteins in the immune response system not only in plants but also in various organisms, from yeast to humans. Furthermore, SCP/TAPS proteins also have the ability to inhibit the action of hydrophobic plant molecules with antifungal potential. We identified in the genome of M. perniciosa 11 genes (MpPR-1a ¿ MpPR1-k) encoding proteins belonging to the superfamily SCP/TAPS. Those are differentially expressed throughout the development of the fungus and some of them are preferentially or exclusively expressed in plant during the progression of the witch's broom disease. Functional assays using complementation of mutant yeasts depleted of PR-1 genes (PRY) and lipid-protein binding experiments, shown that MpPR-1s are able to export and bind cholesterol and palmitate, and also to help fungal detoxification against the effects of the plant glycosteroid tomatin. We believe that this work can contribute to a better understanding of the mechanisms about the functions of MpPR1s and MpTLPs on WBD. In addition, to contributing the efforts being undertaken in the Witches¿ broom Project, transforming the knowledge gained in possible targets to control WBD. Besides of adding new information that converted into knowledge can generate potential targets for the dream control of Witches¿ Broom diseaseDoutoradoGenetica de MicroorganismosDoutora em Genética e Biologia Molecular2010/52636-8FAPESP