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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: MicroRNAs em Solanum lycopersicum e Solanum pennellii: maquinaria de processamento, predição, validação e genes alvos
Author: Cardoso, Thaís Cunha de Sousa
First Advisor: Gomes, Matheus de Souza
First member of the Committee: Chalfun Júnior, Antonio
Second member of the Committee: Nicolau Júnior, Nilson
Summary: O tomate cultivado, Solanum lycopersicum, é uma das olerícolas de maior importância na alimentação humana mundial e, ao lado do tomate selvagem, Solanum pennelli, são espécies bastante utilizadas no desenvolvimento de melhores cultivares comerciais. O estudo do genoma de plantas tornou-se uma ferramenta poderosa para auxiliar na elucidação dos processos biológicos ao nível celular. Uma das classes mais importantes de pequenos RNAs são os microRNAs (miRNAs), atuando na regulação de mRNA nas células, inibindo a sua tradução e/ou promovendo a sua degradação. Os métodos computacionais tem sido aplicados extensivamente para identificar novos miRNAs em diferentes organismos. Existem várias proteínas envolvidas na geração de miRNAs em plantas, destacando as proteínas ARGONAUTA e proteínas DICER, as quais possuem papeis centrais na maquinaria de processamento dos miRNAs. Este estudo teve como objetivo a busca, identificação, caracterização e validação dos genes envolvidos nas vias de processamento de miRNAs, bem como as moléculas de miRNAs, seus precursores e genes alvos em S. lycopersicum e S. pennellii, a partir de análises in silico e sequenciamento de nova geração. A metodologia de pesquisa utilizada foi baseada em análises computacionais e validação por sequenciamento (small RNA-seq - NGS). Foi possível identificar 65 proteínas em S. lycopersicum e 109 em S. pennellii envolvidas no processamento pequenos RNAs. Destas proteínas, 23 (S. lycopersicum) e 33 (S. pennellii) participam da via de processamento de miRNAs. Além disso, foram identificados 342 diferentes miRNAs maduros, 226 pré-miRNAs em 87 famílias, incluindo 192 miRNAs maduros não identificados anteriormente, pertencentes à 38 novas famílias em S. lycopersicum. Em S. pennellii foram encontrados 338 miRNAs maduros, 234 pré-miRNAs contidos em 85 famílias. O nosso estudo identificou, pela primeira vez, miRNAs em S. pennellii, sendo todos inéditos. A partir do sequenciamento, conseguimos validar 69 e 65 miRNAs maduros distribuídos em 29 e 28 famílias em S. lycopersicum e S. pennellii, respectivamente. Ainda, foram identificados 1310 diferentes genes alvos dos miRNAs em S. lycopersicum e 2772 em S. pennellii, sugerindo importantes papéis no desenvolvimento da planta, adaptação ao stress, regulação da resposta hormonal, defesa contra patógenos e outros processos importantes para a biologia, reprodução e comercialização dessas espécies de tomate. Dessa forma, os nossos resultados ampliam o estudo dos miRNAs em plantas, proporcionando novos desafios para compreender processos essenciais na regulação baseada em miRNAs em tomate.
Abstract: The cultivated tomato, Solanum lycopersicum, is one of the most important vegetable crops in global food and, next to the wild tomato Solanum pennelli, are species widely used in developing better cultivars. The study of the genome of plants has become a powerful tool to assist in the elucidation of the biological processes at the cellular level. One of the most important classes of small RNAs are microRNAs (miRNAs), acting on mRNA regulation in cells, inhibiting their translation and/or promoting its degradation. Computational methods have been applied extensively to identify novel miRNAs in different organisms. There are several proteins involved in the generation of miRNAs in plants, highlighting ARGONATAS proteins and DICERS proteins which have key roles in the processing machinery of miRNAs. This study aimed to search, identification, characterization and validation of genes involved in miRNA processing pathways as well as miRNAs molecules, their precursors and target genes in S. lycopersicum and S. pennellii from in silico analysis and next generation sequencing. The research methodology was based on computational analysis and sequencing for validation (small RNA-seq - NGS). We identified 65 proteins in S. lycopersicum and 109 in S. pennellii involved in small RNAs processing. Of these proteins, 23 (S. lycopersicum) and 33 (S. pennellii) miRNAs participate in the processing means. In addition, we identified 342 different mature miRNAs, 226 pre-miRNAs in 87 families, including 192 mature miRNAs not previously identified, belonging to 38 new families in S. lycopersicum. In S. pennellii we found 338 mature miRNAs, 234 pre-miRNAs contained in 85 families. All miRNAs found in S. pennellii were unpublished, being first identified in our study. From the sequencing, we validate 69 and 65 mature miRNAs distributed in 29 families and 28 in S. lycopersicum and S. pennellii respectively. Furthermore, we identified 1310 different miRNA target genes in S. lycopersicum and 2772 in S. pennellii, suggesting important roles in plant development, adaptation to stress, regulation of hormonal response, defense against pathogens and other critical processes of biology, reproduction, and marketing of these species of tomato. Thus, our results expand the study of miRNAs in plants by providing new opportunities to understand essential in regulating processes based on miRNAs in tomato.
Keywords: Genética
Tomate - Melhoramento genético
Tomate - Melhoramento genético
MicroRNAs
Proteínas
Solanum lycopersicum
Solanum pennellii
ARGONAUTA
DICER
Análise in silico
ARGONAUTE
DICER
In silico analysis
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Genética e Bioquímica
Quote: CARDOSO, Thaís Cunha de Sousa. MicroRNAs em Solanum lycopersicum e Solanum pennellii: maquinaria de processamento, predição, validação e genes alvos. 2016. 421 f. Dissertação (Mestrado em Genética e Bioquímica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2016.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17920
Date of defense: 29-Jul-2016
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Genética e Bioquímica

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