Montagem e anotação funcional do transcriptoma de prasiola crispa e bioprospecção de proteínas de ligação ao gelo

• Autor(a) principal: Maciel, Lucas Ferreira
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIPAMPA
• Texto Completo: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/3813
• topic: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS; Sequenciamento de RNA; Treboxiophyceae; Bioinformática; Transcriptômica; RNA-Sequencing; Trebouxiophyceae; Bioinformatics; Transcriptomics

Prasiola crispa é uma macroalga verde taloide, pertencente à classe Treboxiophyceae, de distribuição biogeográfica cosmopolita, estando presente do Ártico ao continente Antártico. Na Antártica, P. crispa atua como importante produtor primário, resistindo a condições ambientais extremas como baixas temperaturas, estresse osmótico, radiação ultravioleta, entre outros. Devido a sua capacidade de colonizar um ambiente tão inóspito, esta alga deve possuir mecanismos adaptativos, cujos genes envolvidos são de grande interesse na área da Biotecnologia. Entre as principais biomoléculas de interesse, as proteínas de ligação ao gelo (IBPs) destacam-se. IBPs são polipeptídeos que permitem a sobrevivência de células a baixas temperaturas. Este grupo de proteínas possui grande aplicabilidade na agricultura, biomedicina e indústria alimentícia. Assim, o objetivo deste trabalho foi sequenciar, montar e anotar funcionalmente o transcriptoma de P. crispa e identificar produtos gênicos que estão diretamente relacionados à capacidade de sobrevivência deste organismo no continente Antártico, principalmente IBPs. A amostra foi coletada na Ilha do Rei George, Antártica. O RNA total foi extraído, a biblioteca montada e sequenciada por Illumina HiSeq 2000, com estratégia paired-end reads. Reads de baixa qualidade e adaptadores foram removidos e as reads processadas submetidas a montagem pelo montador Trinity. Os transcritos montados foram anotados pelo servidor web-based MG-RAST em pipeline automatizado e indicaram a contaminação com a microbiota. O transcriptoma de P. crispa foi então descontaminado e posteriormente anotado funcionalmente através da ferramenta Blast2GO. IBPs de P. crispa e microbiota foram buscadas por algoritmo BLASTX, alinhando os transcritos contra as sequências de IBPs em um banco de dados local. Transcritos identificados através da busca tiveram a sequência aminoacídica predita utilizando o Trandescoder e modeladas computacionalmente através do servidor Phyre2. O sequenciamento gerou 31.563.740 reads de boa qualidade. A montagem gerou 376.797 contigs, totalizando 209.870.963 pares de bases (pb) e tamanho médio de 557 pb. Em anotação realizada pelo web-server MG-RAST, 93% dos hits foram caracterizados como pertencentes às bactérias. Após processo de descontaminação, 17.201 contigs foram mantidos como o transcriptoma de P. crispa, sendo que 52,19% destes foram identificados através do processo de anotação funcional. Da busca com o BLASTX, identificou-se 127 transcritos como possíveis IBPs, com homologia a proteínas de plantas, bactérias e fungos. A modelagem computacional da estrutura tridimensional indicou que 17 destas possíveis IBPs possuem estrutura semelhante a outras proteínas do grupo, sendo que 8 delas possuem maior potencial. Em conclusão, a montagem e anotação funcional foram realizadas de maneira satisfatória e permitiu a identificação de potenciais IBPs. Como perspectiva, simulações de Dinâmica Molecular serão realizadas para verificar o comportamento destas proteínas em diferentes temperaturas para a escolha de quais serão expressas heterologamente.