Identificação de vias moleculares reguladas traducionalmente na diferenciação neuronal

Resumo

Durante a diferenciação celular, vários mecanismos bioquímicos são empregados pela célula para garantir que genes sejam expressos no momento e quantidade adequados, modulando corretamente as diversas vias envolvidas neste complexo processo. Um destes mecanismos controla quais mRNAs especificamente e em que taxa serão traduzidos pelos ribossomos e é conhecido como controle traducional da expressão genica. Desde algum tempo se sabe que este mecanismo deve ser fundamental para o funcionamento celular, visto que a expressão proteica apresenta má correlação com a expressão de mRNA. Apesar disto, os diversos fatores que participam deste mecanismo, como ele opera e quais vias regula ainda são pouco compreendidos. No projeto jovem pesquisador proposto, pretendemos entender como a regulação traducional da expressão genica contribui para a diferenciação neuronal de células neuroprogenitoras. Desta forma, queremos entender quais genes e vias são reguladas traducionalmente no processo de diferenciação e quais proteínas/miRNA participam desta regulação. Para chegar a estes objetivos, propomos comparar os níveis globais de expressão gênica de cada mRNA celular (biblioteca de RNAseq) com o nível dos mRNAs correspondentes ligados aos ribossomos (biblioteca de Riboseq), em diferentes pontos da diferenciação neural. Buscaremos encontrar genes cuja taxa de tradução seja modificada durante o processo como forma de regulação (por exemplo, genes cuja expressão de mRNA não mude, mas que a fração ligada ao ribossomo seja alterada durante a diferenciação). Comparações entre as bibliotecas permitirá identificar quais genes são regulados traducionalmente durante o processo de diferenciação. Além disto, a expressão de miRNAs e de proteínas ligantes de RNA serão comparadas entre os mesmos pontos de tempo para sugerir possíveis responsáveis pela regulação. Alterações da eficiência de tradução serão correlacionadas com indução/repressão de miRNAs e de proteínas ligantes de RNA, na criação de hipóteses de regulação. Estas hipóteses serão testadas experimentalmente por meio de inibição destes fatores e verificação da ausência de regulação, além de detecção da interação física entre os mRNA regulados e os mesmos fatores. Por último, usaremos ensaios biológicos e bioinformática para determinar o impacto da regulação no processo de diferenciação. Verificaremos se a interferência com o processo de controle traducional inibe totalmente/parcialmente o processo de diferenciação. Neste projeto propomos gerar as bibliotecas de RNAseq, miRNAseq e Riboseq e confirmar a regulação traducional dos genes encontrados através da comparação entre o RNAseq e Riboseq. (AU)