Reconstructing and assessing corynebacterial gene regulatory networks

• Autor(a) principal: Doglas Parise
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/36757; https://orcid.org/0000-0002-0947-3459
• topic: Transcriptional gene regulatory networks; Transcription regulation; Transcription factors; Regulatory elements; Corynebacterium; Redes reguladoras de genes; Elementos reguladores de transcrição; Fatores de transcrição; Corynebacterium; Regulação da expressão gênica

O gênero Corynebacterium é um grupo heterogêneo de organismos de relevância biotecnológica, médica e veterinária. A sua diversidade permite aos organismos viverem em uma grande variedade de ambientes. Os organismos devem ser capazes de ajustar sua maquinaria de expressão gênica para se adaptar a ambientes hostis. A regulação transcricional desempenha um papel crucial nesse processo; permitindo à bactéria mudar rapidamente o conjunto de genes sendo expressos para lidar com os desafios do ambiente. Compreender os mecanismos envolvidos na regulação transcricional é um passo fundamental para compreender como os organismos podem adaptar-se e desenvolver-se. Muitos estudos têm focado em revelar as redes regulatórias gênicas (RRGs) transcricionais de organismos bacterianos; contudo, nosso conhecimento está limitado a poucos organismos modelo com RRGs experimentais. Escherichia coli é o organismo bacteriano mais estudado e, mesmo assim, é estimado que menos de 30% das interações regulatórias entre fatores de transcrição (FTs) e genes alvo (GAs) é conhecida. Neste contexto, abordagens computacionais permitem aos pesquisadores revelar as RRGs de muitos organismos com base na conservação evolutiva das RRGs de organismos modelo. Considerando o gênero Corynebacterium, pouco se conhece do seu repertório regulatório transcricional. Este gênero é de crucial importância para a medicina, veterinária e biotecnologia por conter patógenos que afetam a saúde humana e animal e também organismos produtores de aminoácidos. CoryneRegNet é o banco de dados de referência em regulação transcricional do gênero Corynebacterium desde 2006. Nesta tese, nós estendemos o conhecimento regulatório transcricional do gênero Corynebacterium e avaliamos a consistência da RRG de Corynebacterium glutamicum com seus dados de expressão gênica. No primeiro artigo científico, nós apresentamos a sétima versão do CoryneRegNet, o qual atualmente armazena RRGs transcricionais de 225 organismos do gênero Corynebacterium, representando um aumento de 20 vezes o número de organismos deste gênero com RRGs conhecidas. O conhecimento regulatório gerado combinado com dados oriundos da literatura resultou no primeiro artigo de revisão da RRG transcricional de Corynebacterium pseudotuberculosis, na qual nós apresentamos os mecanismos transcricionais conhecidos deste organismo quando submetido a estresse osmótico, ácido, escassez de ferro e térmico. No terceiro artigo científico, nós avaliamos a consistência entre dados de expressão gênica e a RRG de C. glutamicum aplicando um modelo de consistência assinada. Nossos resultados mostram que a RRG de C. glutamicum não é mais consistente que RRGs aleatórias, sugerindo que dados ômicos de outros elementos regulatórios como regulação pós-transcricional e traducional, deveriam ser integrados em futuros estudos de RRGs neste organismo. Nós concluímos que estamos apenas começando a compreender o panorama regulatório do gênero Corynebacterium e que novas camadas de regulação deveriam ser integradas às RRGs para reconstruir redes mais confiáveis para este gênero.