Qua-Quine Starch de Arabidopsis thaliana,um gene novo regulado por metilação de DNA e propenso a variação epialélica

Autor(es)

Amanda Bortolini Silveira

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia
• Data de defesa: 2012-08-27

Membros da banca

Michel Georges Albert Vincentz; Celso Eduardo Benedetti; Renato Vicentini; Paulo Cavalcanti Gomes Ferreira; Fabio Tebaldi Silveira Nogueira

• Orientador: Michel Georges Albert Vincentz

Resumo

Modificações epigenéticas do DNA ou da cromatina atuam principalmente no controle da atividade de elementos de transposição, podendo também silenciar genes, geralmente quando estes estão associados a elementos de transposição ou sequências repetidas. Em plantas, alguns alelos epigenéticos afetando caracteres como morfologia floral, florescimento, estatura ou amadurecimento do fruto foram descritos, revelando o potencial deste tipo de regulação para gerar variabilidade fenotípica herdável não necessariamente vinculada a alterações da sequência de DNA. No entanto, o impacto de mecanismos epigenéticos em processos de evolução adaptativa é ainda bastante desconhecido, em parte, pela falta de informação sobre variação epigenética em populações naturais. Identificamos Qua-Quine Starch (QQS) de Arabidopsis thaliana como um gene sob um controle epigenético flexível e, portanto, particularmente propenso a variações epialélicas frequentes na natureza. QQS é um gene recente, que provavelmente originou-se de novo em Arabidopsis thaliana em uma região rica em elementos de transposição. Mostramos que QQS apresenta-se diferencialmente expresso entre acessos naturais assim como entre indivíduos diretamente coletados na natureza e que estas diferenças de expressão estão negativamente correlacionadas com o nível de metilação de sequências repetidas localizadas em sua região promotora e 5' UTR, não estando relacionadas a variação genética em cis ou trans. Mostramos ainda que variação epialélica em QQS é independente do nível de metilação de transposons vizinhos e que pode ser estavelmente herdada entre gerações. Considerando o impacto potencial de padrões de expressão contrastantes de QQS no metabolismo de amido, um importante componente para produção de biomassa e crescimento, sugerimos que variação epialélica em QQS possa ter implicações adaptativas. Nossos dados também apontam pela primeira vez uma ligação potencial entre mecanismos epigenéticos e o processo de evolução de genes novos. Propomos que genes novos, especialmente os de origem de novo, poderiam ser mais propensos a variar epigeneticamente, o que permite um ajuste fino de seu padrão de expressão até que o estado mais vantajoso seja fixado geneticamente (AU)

• Processo FAPESP: 07/51078-9 - Qua-quine starch de arabidopsis thaliana, um gene novo regulado por metilacao de dna e propenso a variacao epialelica.
• Beneficiário: Amanda Bortolini Silveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado