Possible role of plant nucleoredoxins in context of ‘stress memory adaptation’ for oxidative stress as revealed by in-silico and citation network analysis

Resumo

Plantas sendo sésseis constantemente fase encontraram estresses ao longo de sua vida, tanto estresses abióticos quanto bióticos. Devido a esses estresses, as plantas precisam possuir alguma memória e atualmente há necessidade de correlacionar restrições ecológicas e importância da memória de estresse. O priming de estresse lida com a capacidade da planta de memorizar o ataque de estresse e se adaptar ao estresse recorrente. O estresse oxidativo é um desses estresses abióticos que perturba a homeostase celular e o equilíbrio redox dentro da célula, que é, portanto, neutralizado pela maquinaria antioxidante da planta. Assim, as plantas precisam ter algum tipo de memória para encontrar o estresse oxidativo futuro. Redoxinas como glutaredoxina (GRX), tiorredoxina (TRX), peroxirredoxina (PRX), nucleorredoxina (NRX) etc. são antioxidantes enzimáticos que desempenham papel vital no crescimento e desenvolvimento da planta. NRXs foram menos caracterizados em plantas de acordo com a literatura existente e a análise cienciométrica no presente trabalho lança luz sobre a importância dos NRXs de plantas. A nucleoredoxina, possuindo propriedades antioxidantes e a capacidade de eliminar ROS, pode desempenhar um papel crucial nos mecanismos de priming molecular. A análise da rede de citações usando o servidor VOSviewer também mostrou a importância da pesquisa atual e a relação dos NRXs com termos como ROS, regulação da expressão gênica, gene vegetal, fitormônios e imunidade vegetal. Posteriormente, a sequência NRX de Cicer arietinum foi caracterizada bioinformaticamente usando várias ferramentas para melhor compreensão. Atualmente, há evidências e pesquisas crescentes sobre esse “conceito de memória de estresse” e como diferentes participantes moleculares estão relacionados a ele.

Abstract

Plants being sessile constantly phase encountered stresses throughout their life both abiotic and biotic stresses. Due to these stresses, plants need to possess some memory and currently there is need to correlate ecological constraints and importance of stress memory. Stress priming deals with the plant’s capacity to memorize stress onslaught and adapt to recurring stress. Oxidative stress is one such abiotic stress which disturbs the cell homeostasis and redox balance inside the cell which is thereby countered by plant’s antioxidant machinery. Thus, plants need to have some kind of memory to encounter future oxidative stress. Redoxins such as glutaredoxin (GRX), thioredoxin (TRX), peroxiredoxin (PRX), nucleoredoxin (NRX) etc. are enzymatic antioxidants which plays vital role in the plant growth and development. NRXs have been lesser characterized in plants as per existing literature and scientometric analysis in present work sheds light on the importance of plant NRXs. Nucleoredoxin, possessing antioxidant properties and the ability to scavenge ROS, may play a crucial role in molecular priming mechanisms. The citation network analysis using VOSviewer server also showed the importance of current research and relation of NRXs with terms like ROS, gene expression regulation, plant gene, phytohormones and plant immunity. Later the Cicer arietinum NRX sequence was bioinformatically characterized using several tools for better understanding. Currently, there is growing evidence and research on this ‘stress memory concept’ and how different molecular players are related to it.