Mapeamento de vias biológicas reguladas por microRNAs com base na modulação diferencial do nível de expressão de genes alvos

Resumo

Nas últimas décadas, a descoberta de ampla diversidade de microRNAs - pequenos RNAs não codificadores endógenos - revolucionou o conhecimento científico quanto aos mecanismos de regulação da expressão gênica no genoma dos metazoários. A origem ancestral dos microRNAs, sua drástica expansão em animais bilaterais e sua função em fornecer robustez aos programas pós-transcricionais sugerem que essas moléculas são protagonistas na evolução da complexidade dos organismos. Avanços na compreensão da biologia dos microRNAs, somados à crescente disponibilidade de novos genomas e transcriptomas sequenciados, têm revelado os mecanismos moleculares subjacentes à evolução dos microRNAs e seus genes alvos. Novos progressos têm também sido alcançados no tocante à evolução das redes regulatórias contendo microRNAs e sua associação à própria evolução da complexidade biológica. Em nível molecular, a interação microRNA-alvo é sustentada pelo pareamento (clássico de Watson e Crick) de uma pequena porção da sequência do microRNA a uma região complementar no transcrito do RNA mensageiro alvo. Tal peculiaridade no pareamento admite a ocorrência de amplo espectro de interações, implicando que um único microRNA pode interagir com múltiplos genes, e/ou um único gene pode ser regulado por diversos microRNAs. O desvendar de interações verdadeiras tem sido obtido a partir de estudos funcionais (i.e., que associam pares microRNA-alvo a funções). Estes têm também demonstrado a existência padrões ou módulos na regulação gênica pós-transcricional mediada por microRNAs, e revelado grupos de microRNAs funcionalmente associados que evoluem de modo a coordenadamente exercer efeitos repressivos cooperativos em genes alvos relacionados. Ainda que módulos tenham sido detectados como unidades componentes de redes regulatórias, permanecem, contudo, desconhecidos os mecanismos moleculares que sustentam a organização modular da regulação da expressão gênica e direcionam a atuação cooperativa entre diferentes microRNAs em vias biológicas distintas. Do mesmo modo, necessita ser rigorosamente testada a potencial associação entre o nível diferencial de regulação/modulação de alvos às distintas funções exercidas por microRNAs. Assim, nossa hipótese é que há nas células um complexo e altamente organizado padrão modular de regulação da expressão gênica dependente da intensidade da repressão do microRNA sobre o alvo, cujo mapeamento permitirá traçar circuitos de regulação interdependentes. Este projeto tem por objetivo avaliar se os microRNAs regulam com intensidades semelhantes genes envolvidos em funções biológicas relacionadas. Para isso, propõe-se a análise in silico detalhada de amplo conjunto de dados de expressão global de RNAs mensageiros alvo pós perturbação da expressão de microRNAs selecionados. A partir desta análise bioinformática espera-se esclarecer os mecanismos subjacentes à atividade funcional de diferentes módulos miRNA-alvo e seu enriquecimento em processos biológicos distintos.