Assinaturas genômicas da diversidade e da plasticidade no desenvolvimento fenotípico

• Processo: 20/13719-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2027
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Zoologia - Fisiologia dos Grupos Recentes
• Pesquisador responsável: Flávia Cristina de Paula Freitas
• Beneficiário: Flávia Cristina de Paula Freitas
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Alexandre dos Santos Cristino ; Alexandre Rossi Paschoal ; Francis de Morais Franco Nunes ; Marco Antonio Del Lama
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/22812-1 - Integração de dados de transcriptoma e acessibilidade de cromatina para reconstrução da rede cis-reguladora do desenvolvimento de ovários de abelhas, BP.MS; 24/02856-4 - Análise da morfologia e do transcriptoma dos ovários no desenvolvimento de operárias da abelha sem ferrão Melipona quadrifasciata, BP.MS; 23/12650-1 - Determinação do número e da duração dos estágios larvais da abelha sem-ferrão Frieseomelitta varia, BP.IC; + mais bolsas vinculadas 23/12693-2 - Investigação do papel dos genes da via do mevalonato nos ovários das abelhas melíferas e sem ferrão., BP.IC; 23/11435-0 - Comparação morfológica do ovário de rainhas e operárias de Frieseomelitta varia ao longo do desenvolvimento larval e pupal, BP.IC; 22/15906-4 - Análise comparativa da rede cis-reguladora do desenvolvimento de ovários em rainhas de abelhas melíferas e abelhas sem ferrão, BP.MS; 22/05232-6 - Assinaturas genômicas da diversidade e da plasticidade no desenvolvimento fenotípico, BP.JP - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Plasticidade fenotípica Genômica comparativa Perfis fenotípicos Abelhas Apis mellifera Frieseomelitta varia Melipona quadrifasciata
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Diversidade Fenotipica | Genômica integrativa e comparativa | plasticidade fenotípica | Diversidade e plasticidade fenotípica

Resumo

A plasticidade genômica capacita os organismos a disparar programas genéticos alternativos em resposta a diferentes sinais moleculares ou fatores ambientais e esta propriedade é crucial na diferenciação do zigoto em centenas de tipos celulares no desenvolvimento embrionário. A modulação da plasticidade do genoma resulta da integração de diferentes níveis de regulação e de interações moleculares que podem ser reveladas por meio de métodos da genômica integrativa e comparativa. Este projeto visa identificar os aspectos que conferem ao genoma capacidade para disparar programas genéticos alternativos em resposta a diferentes fatores ambientais. Para isto, será utilizado como modelo o desenvolvimento das abelhas eussociais em que um mesmo genoma é capaz de orientar a formação de uma rainha fértil ou de uma operária incapaz de se acasalar em resposta ao tipo e à quantidade de alimento recebido durante o desenvolvimento larval. Para identificar os aspectos genômicos da plasticidade serão integrados dados de diferentes níveis de regulação, como sequências genômicas reguladoras (obtidas através do ATAC-seq) e o transcriptoma (RNA-seq). Esta abordagem será utilizada para reconstruir a rede reguladora do desenvolvimento dos ovários das abelhas eussociais Apis mellifera, Frieseomelitta varia e Melipona quadrifasciata que diferem quanto à capacidade reprodutiva. A comparação da rede reguladora do desenvolvimento dos ovários nas três espécies identificará as modificações nos módulos de regulação que permitiram o surgimento de ovários com capacidades reprodutivas diferentes. Estas diferenças incluem a total capacidade de ativação dos ovários em operárias de M. quadrifasciata, a ativação facultativa em operárias de A. mellifera e a esterilidade permanente em operárias de F. varia. As abelhas eussociais oferecem uma excelente oportunidade para desvendar a relação entre genoma, transcriptoma e fisiomorfologia porque tiveram seu genoma sequenciado e porque diferem quanto à plasticidade fenotípica dos ovários. Essa diversidade faz dos ovários um interessante modelo para compreender os aspectos genômicos e moleculares subjacentes à plasticidade fenotípica e ao surgimento de novas fisiomorfologias. Além de fornecer elementos para a compreensão dos mecanismos reguladores que explicam a história evolutiva das abelhas, este projeto irá contribuir com (1) o estabelecimento de uma nova linha de pesquisa na instituição sede, intitulada Genômica integrativa e comparativa do desenvolvimento, (2) montagem de um meliponário e aquisição de equipamentos para a fundação de um novo grupo de pesquisa na instituição sede; (3) melhorias na anotação funcional do genoma das espécies A. mellifera, F. varia e M. quadrifasciata; (4) treinamento em genômica dos estudantes de graduação e pós-graduacão que participarem deste projeto. (AU)