Os níveis de citocromo c afetam a via TOR para regular o crescimento e o metabolismo em condições de deficiência energética

A função mitocondrial é essencial para o crescimento das plantas, mas os mecanismos envolvidos na adaptação do crescimento e do metabolismo às mudanças na produção de energia mitocondrial não são totalmente compreendidos. Estudamos plantas com expressão reduzida de CYTC-1, um dos dois genes que codificam o componente da cadeia respiratória citocromo c (CYTc) em Arabidopsis, para entender como as mitocôndrias comunicam seu estado para coordenar o metabolismo e o crescimento. Plantas com deficiência de CYTc apresentam potencial de membrana mitocondrial diminuído e menor conteúdo de ATP, mesmo quando as fontes de carbono estão presentes. Elas também exibem maior conteúdo de aminoácidos livres, autofagia induzida e resistência aumentada ao estresse nutricional causado pela escuridão prolongada, semelhante a plantas com sinais de subnutrição ativados. A deficiência de CYTc afeta a ativação da via alvo da rapamicina (TOR), reduzindo a fosforilação da quinase S6 (S6K) e de RPS6A, bem como os níveis totais de proteína S6K devido ao aumento da degradação de proteínas via proteassoma e autofagia. A sobreexpressão de TOR restaura o crescimento e outros parâmetros afetados em mutantes cytc-1, mesmo que o potencial de membrana mitocondrial e os níveis de ATP permaneçam baixos. Propomos que plantas deficientes em CYTc coordenam seu metabolismo e a disponibilidade de energia reduzindo a ativação da via TOR como um sinal preventivo para ajustar o crescimento na expectativa de exaustão energética, proporcionando assim um mecanismo pelo qual as mudanças na atividade mitocondrial são transmitidas para o restante da célula.