Caracterização e comparação de regiões promotoras e acentuadoras de genes de toxinas entre duas populações de Agkistrodon piscivorus usando os métodos de sequenciamento RNA-seq, ATAC-seq e CUT&RUN

• Processo: 22/04988-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Animal
• Pesquisador responsável: Inácio de Loiola Meirelles Junqueira de Azevedo
• Beneficiário: Pedro Gabriel Nachtigall
• Supervisor: Darin Rokyta
• Instituição Sede: Instituto Butantan. Secretaria da Saúde (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Florida State University, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 18/26520-4 - Caracterização da inter-relação entre transcriptomas, miRNomas e proteomas de glândulas de veneno de Bothrops fonsecai e Bothrops cotiara, BP.PD
• Assunto(s): Biologia computacional Epigenômica Evolução Expressão gênica Genômica Venenos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioinformatics | Epigenetics | evolution | gene expression | regulatory network | venom | Genômica

Resumo

Diferenças na composição do veneno produzido pelas espécies de serpentes podem resultar de mecanismos regulatórios distintos que atuam em cada espécie. No entanto, análises comparativas entre espécies de serpentes com foco na identificação de regiões regulatórias e elementos que levaram à composição distinta do veneno ainda são escassas. Entre as serpentes peçonhentas, Agkistrodon piscivorus pode representar um modelo ideal para compreender os mecanismos regulatórios que controlam a produção do veneno. A espécie apresenta uma variação intraespecífica em seu fenótipo de veneno que se correlaciona com a estrutura genética da população, o que indica que regiões regulatórias, como promotores e acentuadores, podem ser responsáveis pelas toxinas expressas em populações específicas. Para testar essa hipótese, propomos investigar o papel da acessibilidade da cromatina nessas regiões para regular a variação do veneno de serpentes observada em duas populações distintas de A. piscivorus. Em seguida, integraremos as metodologias de RNA-seq, ATAC-seq e Cut&Run para identificar as regiões regulatórias acessíveis de genes de toxina seguidas de uma análise comparativa entre as duas populações de A. piscivorus. O RNA-seq permite identificar genes transcritos e seus níveis de expressão, enquanto ATAC-seq e CUT&RUN são abordagens de ponta que permitem a detecção de acessibilidade de cromatina e regiões que interagem com proteínas, respectivamente. A integração destes métodos permite a caracterização de regiões promotoras e acentuadoras da expressão gênica, que podem ser utilizadas para identificar elementos cis-regulatórios. O presente projeto revelará novos insights sobre a regulação de expressão gênica de toxinas responsável pela variação do veneno e representa uma excelente oportunidade para o candidato aprender e aplicar essas técnicas padrão-ouro em pesquisas futuras. (AU)