Dinâmica evolutiva e distribuição cromossômica de repetições teloméricas em cromossomos de Saccharum spp

• Processo: 14/23828-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2015
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2015
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Vegetal
• Pesquisador responsável: Marie-Anne Van Sluys
• Beneficiário: Sárah Gomes de Oliveira
• Supervisor: Andrew R. Leitch
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Queen Mary University of London, Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 13/00714-3 - O papel dos DNAs repetitivos na organização centromérica de Saccharum spp, BP.PD
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Citogenétiva Vegeal | DNA repetitivo | telômeros | Biologia Molecular e Citogenética Vegetal

Resumo

O complexo Saccharum (Poaceae) compõe uma das espécies mais importantes devido à sua dominância ecológica e importância agrícola e econômica. Cultivares modernas de cana-de-açúcar são híbridos derivados de cruzamentos entre S. officinarum e S. spontaneum. Estas cultivares exibem entre 100 e 130 cromossomos, com contribuições desiguais dos genomas parentais. Possuem genomas grandes (~10Gb), com uma grande quantidade de DNA repetitivo, o que dificulta o desenvolvimento de ferramentas genéticas e os esforços de melhoramento para esta cultura. Os cromossomos da maioria dos eucariontes são lineares, com duas extremidades que compreendem os telômeros e a região subtelomérica adjacente. Os telômeros são estruturas nucleoprotéicas que protegem as extremidades dos cromossomos e promovem a integridade genômica. Eles estão envolvidos no posicionamento cromossômico intra-nuclear, emparelhamento cromossômico meiótico e a regulação da expressão gênica. Na maioria dos eucariontes a estrutura telomérica é formado por repetições in tandem curtas ricas em G/C, terminando com saliência de cadeia simples a 3'. A telomerase utiliza uma matriz de RNA para catalisar a adição de repetições teloméricas nas extremidades do cromossomo, compensando a redução habitual do DNA após a replicação celular. A repetição TTTAGGG originalmente caracterizada em Arabidopsis é considerada o arquétipo de sequências teloméricas de planta, estando distribuída na maioria das espécies de plantas. As exceções são alga Chlamydomonas einhardtii, que possui repetições TTTTAGGG, e Asparagales (grupo de plantas monocotiledôneas), cujo terminal cromossômico contêm repetições TTAGGG típicas de vertebrados. As proteínas de ligação a telômeros fornecem funções essenciais para a manutenção do cromossomo na maior parte dos eucariotas e, consequentemente, são adequados para análise no contexto evolutivo. Como as estruturas de cromatina, os telômeros sofrem regulação epigenética em sua manutenção e função. As análises de Hibridação in situ Genômica (GISH) mostram eventos de recombinação em cultivares de cana de açúcar, em que a recombinação cromossômica indica uma herança parental diferencial nos centrómeros e telômeros. Uma abordagem comparativa em cultivares de cana-de-açúcar permitirá a identificação de características gerais que definem a estrutura, distribuição e evolução de sequências teloméricas, que por sua vez irá indicar uma direção para a solução do problema de replicação dos terminais e, talvez, de maior importância agrícola, auxiliar na identificação de modificações associadas com a herança parental. (AU)