Investigação da composição, funcionalidade e dinâmica evolutiva de microRNAs no genoma de peixes utilizando RNA-Seq e genética reversa

Resumo

MicroRNAs (miRNAs) são pequenos RNAs endógenos ~22 nucleotídeos que regulam o transcriptoma da célula por pareamento parcial ou completo com sequências complementares de seus RNAs mensageiros (RNAm) alvo, controlando, assim, a produção de proteínas. Nos vertebrados, a associação observada entre abundância e diversidade de miRNAs e aumento de complexidade do grupo taxonômico tornaram os miRNAs elementos relevantes tanto no entendimento da evolução de genes e mecanismos regulatórios, através de análises genômicas intraespecíficas, quanto como marcadores filogenéticos em investigações genômicas comparativas. Nos peixes, maior grupo de vertebrados viventes, dentre as ~30.000 espécies conhecidas apenas um pequeno número foi investigado quanto à composição global e perfis de expressão de miRNAs. Além disso, a absoluta maioria dos miRNAs encontrados no genoma de vertebrados necessita ser caracterizada funcionalmente. No presente projeto propõe-se uma estratégia composta por duas abordagens relacionadas para o estudo de miRNAs, utilizando como modelo biológico as espécies de peixes zebrafish (Danio rerio) e tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus), que possuem genoma completo sequenciado. A primeira etapa envolve o sequenciamento de alta performance ("deep sequencing" ou RNA-seq) combinado à análise genômica comparativa para determinação da composição global e investigação da organização genômica, diversidade e dinâmica evolutiva das famílias de miRNAs. Na segunda etapa, propõe-se a realização experimentos de genética reversa, direcionados a partir dos dados gerados previamente por RNA-seq, para a análise funcional de miRNAs. Nesses experimentos moléculas sintéticas que mimetizem ou bloqueiem a ação de miRNAs serão microinjetadas em embriões, permitindo a associação entre o gene alterado e fenótipo produzido. A partir desses experimentos, que preveem a integração dos dados genômicos estruturais e funcionais, será possível identificar combinações de miRNAs e RNAs mensageiros alvos e associá-los à evolução de clados e à regulação de processos biológicos específicos. (AU)