Balanço entre dosagem e expressão alélica para traçar o perfil da expressão gênica global em cana-de-açúcar

• Processo: 15/16399-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de janeiro de 2016
• Vigência (Término): 31 de dezembro de 2019
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Vegetal
• Pesquisador responsável: Anete Pereira de Souza
• Beneficiário: Cláudio Benício Cardoso da Silva
• Instituição Sede: Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/26781-0 - Análise do transcriptoma de híbridos de cana-de-açucar (Saccharum spp.) e espécies ancestrais (S. officinarum e S. spontaneum) para estudos do padrão de expressão gênica e interação de homeólogos, BE.EP.PD
• Assunto(s): Cana-de-açúcar Melhoramento genético vegetal Transcriptômica Perfilação da expressão gênica Poliploidia Biologia computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioinformática | cana-de-açúcar | expressão gênica | Poliploide | Snp | Transcriptômica | Melhoramento Vegetal

Resumo

Poliploidia é uma condição herdável onde mais de dois conjuntos cromossômicos ocorrem no núcleo das células, elevando assim a dosagem alélica a valores superiores a dois (diploide). Diversos estudos têm evidenciado que a expressão alélica é sensível ao efeito de dosagem, e vários mecanismos de regulação podem influenciá-la. As cultivares modernas de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) são poliplóides complexos de grande interesse econômico, as quais possuem múltiplas cópias de cromossomos homoeólogos. No entanto, o impacto da composição e dosagem dos alelos na expressão alélica ainda é pouco compreendido nesta espécie. A literatura relata que a expressão alélica pode ser dependente da dosagem, quando os níveis de expressão do alelo estão correlacionados com a dosagem alélica no genoma; ou independente da dosagem quando a expressão é independente da dosagem alélica no genoma. Mecanismos genéticos como regulação cis e trans, efeitos epigenéticos, compensação de dosagem e dominância gênica ou genômica podem orquestrar estes eventos. O avanço científico e tecnológico têm disponibilizado novas ferramentas e informações que permitem investigações de fenômenos como estes, mesmo em organismos complexos como a cana-de-açúcar. Neste trabalho, abordaremos o estudo da expressão gênica global em cana-de-açúcar, por meio da identificação da dosagem alélica por genotipagem de marcadores SNPs (Single Nucleotide Polymorphism) presentes em diferentes genes associada ao perfil de expressão destes genes presente no transcriptoma da cana-de-açúcar, bem como realização do sequenciamento de fragmentos genômicos contendo os genes em estudo. Tal estudo tem por objetivo investigar os possíveis mecanismos relacionados ao efeito da dosagem na expressão dos alelos de diferentes genes em cana-de-açúcar na expressão gênica. Os genótipos escolhidos para a execução deste projeto correspondem a seis genitores de três populações de mapeamento genético em estudo pelo nosso grupo, além de um genótipo de cada uma das espécies S. officinarum e S. spontaneum, as quais deram origem aos primeiros híbridos de cana-de-açúcar. Esta abordagem é inédita no estudo do controle da expressão gênica em espécies vegetais poliplóides. A expectativa é de que este projeto tenha um grande impacto no entendimento de mecanismos moleculares possivelmente relacionados à expressão alélica em poliploides, principalmente em cana-de-açúcar, e que motive outros experimentos contemplando genes alvos específicos em tecidos também específicos, a fim de complementar os estudos. (AU)

Publicações científicas

(5)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MANCINI, MELINA C.; CARDOSO-SILVA, CLAUDIO B.; SFORCA, DANILO A.; DE SOUZA, ANETE PEREIRA. "Targeted Sequencing by Gene Synteny," a New Strategy for Polyploid Species: Sequencing and Physical Structure of a Complex Sugarcane Region. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 9, p. 8-pg., 2018-03-28. (17/05014-0, 14/11482-9, 15/16399-5, 10/50119-6, 08/52197-4)

MANCINI, MELINA C.; CARDOSO-SILVA, CLAUDIO B.; SFORCA, DANILO A.; DE SOUZA, ANETE PEREIRA. ``Targeted Sequencing by Gene Synteny,{''} a New Strategy for Polyploid Species: Sequencing and Physical Structure of a Complex Sugarcane Region. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 9, MAR 28 2018. (17/05014-0, 10/50119-6, 15/16399-5, 14/11482-9, 08/52197-4)

AONO, ALEXANDRE HILD; GONZAGA PIMENTA, RICARDO JOSE; BASSO GARCIA, ANA LETYCIA; CORRER, FERNANDO HENRIQUE; HOSAKA, GUILHERME KENICHI; CARRASCO, MARISHANI MARIN; CARDOSO-SILVA, CLAUDIO BENICIO; MANCINI, MELINA CRISTINA; SFORCA, DANILO AUGUSTO; DOS SANTOS, LUCAS BORGES; et al. The Wild Sugarcane and Sorghum Kinomes: Insights Into Expansion, Diversification, and Expression Patterns. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 12, JUL 7 2021. (14/11482-9, 18/18588-8, 19/03232-6, 10/50091-4, 15/22993-7, 10/50119-6, 15/16399-5, 08/52197-4, 19/21682-9, 05/55258-6, 20/07434-0, 19/19340-2)

SFORCA, DANILO AUGUSTO; VAUTRIN, SONIA; CARDOSO-SILVA, CLAUDIO BENICIO; MANCINI, MELINA CRISTINA; ROMERO-DA CRUZ, MARIA VICTORIA; PEREIRA, GUILHERME DA SILVA; CONTE, MONICA; BELLEC, ARNAUD; DAHMER, NAIR; FOURMENT, JOELLE; et al. Gene Duplication in the Sugarcane Genome: A Case Study of Allele Interactions and Evolutionary Patterns in Two Genic Regions. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 10, MAY 7 2019. (15/16399-5, 08/52197-4, 10/50119-6, 14/11482-9)

CARDOSO-SILVA, CLAUDIO BENICIO; AONO, ALEXANDRE HILD; MANCINI, MELINA CRISTINA; SFORCA, DANILO AUGUSTO; DA SILVA, CARLA CRISTINA; PINTO, LUCIANA ROSSINI; ADAMS, KEITH L.; DE SOUZA, ANETE PEREIRA. Taxonomically Restricted Genes Are Associated With Responses to Biotic and Abiotic Stresses in Sugarcane (Saccharum spp.). FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 13, p. 13-pg., 2022-06-30. (14/11482-9, 15/16399-5, 19/03232-6, 15/24346-9, 17/26781-0, 08/52197-4)