Levantamento e caracterização de elementos casposons em genomas bacterianos e de arquéias

• Processo: 19/15228-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2020
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Arthur Gruber
• Beneficiário: Táriky Meirelles Rocha
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Sistemas CRISPR-Cas Imunidade adaptativa Células procarióticas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análises bioinformáticas | Casposons | CRISPR-Cas | Elementos genéticos móveis | HMMs de perfil | transposons | Elementos genéticos móveis

Resumo

Elementos genéticos móveis (MGE) são entidades biológicas que conseguem inserir seu conteúdo genético no cromossomo de uma célula hospedeira. A importância de MGEs na biologia de procariotos e eucariotos tem sido cada vez mais reconhecida. Recentemente, foi descoberto um novo grupo de elementos autossintetizantes, os casposons, A elucidação da posição ancestral de sua endonuclease Cas1 na filogenia dessa família de proteínas sugere que esses elementos tiveram um papel fundamental no desenvolvimento do sistema de imunidade adaptativa de procariotos e na origem do sistema CRISPR-Cas. Nosso grupo desenvolveu recentemente duas ferramentas: o TABAJARA para a o desenho e construção racional de HMMs de perfil, e o e-Finder, para a utilização de desses modelos para a detecção de elementos multigênicos a partir de genomas montados. Este projeto tem como objetivo construir HMMs de perfil específicos das proteínas Cas1 e PolB de casposons com o programa TABAJARA e utilizá-los para realizar um amplo levantamento desses elementos na base de genomas PATRIC com o programa e-Finder. Os elementos serão caracterizados em relação à sua estrutura, funções e relações evolutivas. Nosso grupo já possui uma colaboração com o Dr. Mart Krupovic (Instituto Pasteur, Paris), o descobridor desses elementos móveis, e uma prova de princípio realizada recentemente demonstrou a viabilidade da nossa proposta. Um maior conhecimento da diversidade dos casposons pode revelar novos aspectos importantes na evolução e diversidade desses elementos, seu papel na origem dos CRISPRs e o desenvolvimento da imunidade adaptativa de procariotos.