Balanço entre dosagem e expressão alélica para traçar o perfil da expressão gênica global em cana-de-açúcar

Resumo

Poliploidia é uma condição herdável onde mais de dois conjuntos cromossômicos ocorrem no núcleo das células, elevando assim a dosagem alélica a valores superiores a dois (diploide). Diversos estudos têm evidenciado que a expressão alélica é sensível ao efeito de dosagem, e vários mecanismos de regulação podem influenciá-la. As cultivares modernas de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) são poliplóides complexos de grande interesse econômico, as quais possuem múltiplas cópias de cromossomos homoeólogos. No entanto, o impacto da composição e dosagem dos alelos na expressão alélica ainda é pouco compreendido nesta espécie. A literatura relata que a expressão alélica pode ser dependente da dosagem, quando os níveis de expressão do alelo estão correlacionados com a dosagem alélica no genoma; ou independente da dosagem quando a expressão é independente da dosagem alélica no genoma. Mecanismos genéticos como regulação cis e trans, efeitos epigenéticos, compensação de dosagem e dominância gênica ou genômica podem orquestrar estes eventos. O avanço científico e tecnológico têm disponibilizado novas ferramentas e informações que permitem investigações de fenômenos como estes, mesmo em organismos complexos como a cana-de-açúcar. Neste trabalho, abordaremos o estudo da expressão gênica global em cana-de-açúcar, por meio da identificação da dosagem alélica por genotipagem de marcadores SNPs (Single Nucleotide Polymorphism) presentes em diferentes genes associada ao perfil de expressão destes genes presente no transcriptoma da cana-de-açúcar, bem como realização do sequenciamento de fragmentos genômicos contendo os genes em estudo. Tal estudo tem por objetivo investigar os possíveis mecanismos relacionados ao efeito da dosagem na expressão dos alelos de diferentes genes em cana-de-açúcar na expressão gênica. Os genótipos escolhidos para a execução deste projeto correspondem a seis genitores de três populações de mapeamento genético em estudo pelo nosso grupo, além de um genótipo de cada uma das espécies S. officinarum e S. spontaneum, as quais deram origem aos primeiros híbridos de cana-de-açúcar. Esta abordagem é inédita no estudo do controle da expressão gênica em espécies vegetais poliplóides. A expectativa é de que este projeto tenha um grande impacto no entendimento de mecanismos moleculares possivelmente relacionados à expressão alélica em poliploides, principalmente em cana-de-açúcar, e que motive outros experimentos contemplando genes alvos específicos em tecidos também específicos, a fim de complementar os estudos. (AU)