Identificação e análise in silico de ncRNAs empregando dados de RNA-seq em Leishmania

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Patrícia de Cássia Ruy
• Orientador(a): Angela Kaysel Cruz
• Banca de defesa: Daniella Castanheira Bartholomeu, João Carlos Setubal, Luiz Ricardo Orsini Tosi, Ricardo Zorzetto Nicoliello Vencio
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade de São Paulo
• Programa de Pós-Graduação: Bioinformática
• País: BR
• Link de acesso: https://doi.org/10.11606/T.95.2018.tde-21112017-112651

Análises de dados gerados em larga escala revelaram que os transcriptomas são mais extensos e complexos do que inferido previamente. Hoje é evidente que a maioria dos genomas de eucariotos são quase inteiramente transcritos e sob regulação atrelada a estágios de desenvolvimento. O controle da expressão gênica envolve RNAs não codificadores (ncRNAs) regulatórios, inclusive em processos pós-transcricionais. A regulação de expressão gênica em nível pós-transcricional é crucial em diferentes organismos, mas é particularmente central nos tripanossomatídeos. Os parasitos do gênero Leishmania (Ordem Kinetoplastidae, família Trypanosomatidae) provocam doenças infecto-parasitárias conhecidas como leishmanioses e em seu ciclo de vida apresenta-se sob três formas principais de desenvolvimento: promastigotas procíclicos, promastigotas metacíclicos e os amastigotas. Este trabalho teve como objetivo identificar e caracterizar computacionalmente ncRNAs putativos de Leishmania em diferentes estágios de desenvolvimento. A associação de abordagens em larga escala e ferramentas de bioinformática possibilitaram a identificação de 11.376 ncRNAs putativos em L. braziliensis e, em um estudo preliminar, de 37 ncRNAs putativos em L. donovani. Adicionalmente, o transcriptoma de L. braziliensis foi analisado comparativamente entre os três estágios de desenvolvimento do parasito. Em L. donovani, dos 37 ncRNAs putativos identificados, 34 estavam em UTRs (Untranslated Regions) e 3 em regiões intergênicas. Preditores de características específicas de ncRNAs foram utilizados e 32 ncRNAs putativos tiveram pelo menos uma predição positiva. Todos os candidatos estão conservados inteira ou parcialmente em pelo menos 3 espécies de Leishmania. Cinco ncRNAs de L. donovani foram confirmados por experimentos de Northern blotting. A análise do transcriptoma de L. braziliensis revelou uma diferença de expressão gênica entre os estágios de desenvolvimento que variou entre 52% e 71%, dependendo dos estágios comparados. Também foram definidos os limites das 5UTRs e 3UTRs de 81% e 38% das CDSs anotadas, respectivamente. Propusemos uma metodologia para identificação de ncRNAs putativos utilizando dados de sequenciamento de RNA-total. Essa metodologia identificou 11.376 ncRNAs putativos em L. braziliensis, sendo que todos os candidatos foram analisados por programas preditores de características específicas de ncRNAs e apresentaram pelo menos uma predição positiva, além de não possuírem semelhança com domínios proteicos conhecidos. A análise de conservação demonstrou que de 27% a 41% dos ncRNAs putativos identificados são conservados em outras espécies de Leishmania. Foram encontrados de 27% a 38% de ncRNAs putativos com regulação atrelada ao estágio de desenvolvimento, dependendo dos estágios comparados. Assim, além da identificação e descrição de ncRNAs em Leishmania foram encontrados candidatos com regulação atrelada ao desenvolvimento e padrões foram descortinados com o processo de análise proposto e executado. Portanto, esse trabalho contribui significativamente para ampliar a compreensão dos processos de regulação de expressão gênica em Leishmania e oferecerá à comunidade um conjunto grande e importante de informações sobre a organização genética do parasito, diferenças genéticas e regulatórias ao longo do desenvolvimento, além de informações do transcriptoma de forma global.