Análises in silico de genes biossintéticos organizados em clusters em genomas da família rubiaceae - Lemos, Samara Mireza Correia de [UNESP] (2023)
As plantas são grandes fontes de compostos químicos. Tais metabólitos são resultantes dos processos metabólicos que garantem o crescimento e o desenvolvimento da planta, regulam a interação planta-ambiente e garantem sua proteção contra patógenos. Os compostos químicos das plantas são amplamente utilizados como medicamentos e produtos industriais. Graças aos avanços tecnológicos dos últimos anos, tecnologias de sequenciamento e estudos de genômica vegetal possibilitaram a descoberta de que genes envolvidos na biossíntese de compostos do metabolismo vegetal podem estar organizados em clusters - os clusters biossintéticos de genes (CMGs). Ainda assim, muitos passos das vias de biossíntese de metabólitos por clusters ainda não são conhecidos, e a literatura carece de estudos que explorem clusters biossintéticos de genes em determinadas famílias vegetais de importância comercial. No presente trabalho identificamos, caracterizamos e comparamos ​clusters biossintéticos de genes com especial interesse em espécies da família Rubiaceae. A família Rubiaceae é dividida em três subfamílias, Ixoroideae, Rubioideae e Cinchonoideae. Aplicamos abordagens de bioinformática em dados genômicos de oito plantas representantes das três subfamílias da família Rubiaceae e usamos o genoma de tomate (Solanum lycopersicum) como grupo externo. Identificamos 2372 possíveis clusters biossintéticos de genes contendo 35715 genes em oito espécies da família Rubiaceae e em Solanum lycopersicum (Solanaceae). Utilizando de ferramentas para genômica comparativa, identificamos que os clusters estão distribuídos em 549 famílias de clusters. Investigamos a conservação genômica dos clusters identificados nas subfamílias de Rubiaceae e identificamos uma maior conservação dos clusters na subfamília Ixoroideae. Observamos ainda uma maior conservação entre as subfamílias Ixoroideae e Cinchonoideae do que entre as subfamílias Ixoroideae e Rubioideae. Aplicamos a construção de redes de coexpressão com dados de transcriptoma de seis espécies representantes das três subfamílias de Rubiaceae e identificamos 207 clusters biossintéticos de genes expressando genes chave dos clusters preditos. No total atribuímos status de alta confiança a 204 clusters biossintéticos de genes que tiveram genes chaves coexpressos e estavam dentro de uma família de clusters. Este estudo traz a primeira análise da diversidade genômica de clusters biossintéticos de genes da família Rubiaceae, considerando conservação dentro de suas três principais subfamílias. A predição de clusters destaca o potencial dessas espécies como fonte de novos compostos bioativos de interesse básico e biotecnológico.