Identificação de fatores responsáveis pela regulação traducional na diferenciação neuronal

• Processo: 16/23120-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2017
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Mário Henrique Bengtson
• Beneficiário: Denis Bruno Santos Marques Nunes
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/21704-9 - Impacto da regulação traducional na diferenciação neuronal, AP.JP
• Assunto(s): Diferenciação neuronal Proteínas de transporte Análise de sequência de RNA Biologia computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: controle traducional | diferenciação celular | proteinas ligantes de RNA | Ribosome profiling | RNAseq | Tradução | Controle traducional, diferenciação celular

Resumo

Durante a diferenciação celular, vários mecanismos bioquímicos são empregados pela célula para garantir que genes sejam expressos no momento e quantidade adequados, modulando corretamente as diversas vias envolvidas neste complexo processo. Um destes mecanismos controla quais mRNAs especificamente e em que taxa serão traduzidos pelos ribossomos e é conhecido como controle traducional da expressão gênica. Desde algum tempo se sabe que este mecanismo deve ser fundamental para o funcionamento celular, visto que a expressão proteica apresenta má correlação com a expressão de mRNA. Apesar disto, os diversos fatores que participam deste mecanismo, como ele opera e quais vias regula ainda são pouco compreendidos. No projeto jovem pesquisador proposto, onde esta bolsa de doutorado direto esta associada, pretendemos entender como a regulação traducional da expressão gênica contribui para a diferenciação neuronal de células neuroprogenitoras. Desta forma, queremos entender quais genes e vias são reguladas traducionalmente no processo de diferenciação e quais proteínas/miRNA participam desta regulação. Para chegar a estes objetivos, propomos comparar os níveis globais de expressão gênica de cada mRNA celular (biblioteca de RNAseq) com o nível dos mRNAs correspondentes ligados aos ribossomos (biblioteca de Riboseq), em diferentes pontos da diferenciação neural. Buscaremos encontrar genes cuja taxa de tradução seja modificada durante o processo como forma de regulação (por exemplo genes cuja expressão de mRNA não mude, mas que a fração ligada ao ribossomo seja alterada durante a diferenciação). Comparações entre as bibliotecas permitirão identificar quais genes são regulados traducionalmente durante o processo de diferenciação. Além disto, a expressão de miRNAs e de proteínas ligantes de RNA serão comparadas entre os mesmos pontos de tempo para sugerir possíveis responsáveis pela regulação. Alterações da eficiência de tradução serão correlacionadas com indução/repressão de miRNAs e de proteínas ligantes de RNA, na criação de hipóteses de regulação. Estas hipóteses serão testadas experimentalmente por meio de inibição destes fatores e verificação da ausência de regulação, além de detecção da interação física entre os mRNA regulados e os mesmos fatores. Por último, usaremos ensaios biológicos e bioinformática para determinar o impacto da regulação no processo de diferenciação. Verificaremos se a interferência com o processo de controle traducional inibe totalmente/parcialmente o processo de diferenciação. Serão estudadas as etapas de confirmação de regulação traducional de um conjunto de genes selecionados, encontrados pela comparação dos dados das bibliotecas de RNAseq e Riboseq; além disso, será realizado um teste de hipóteses de como eles são regulados traducionalmente e qual o impacto da regulação deste conjunto de genes para a diferenciação neuronal. (AU)