Análise de QTL e gênomica comparativa para estudar mecanismos regulatórios da H+ -ATPASE de membrana plasmática de Saccharomyces cerevisiae.
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2021
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Resumo
A H+
-ATPase é uma proteína presente na membrana citoplasmática de plantas e fungos e
desempenha um papel essencial na geração de um gradiente eletroquímico de prótons,
importante para a captação de nutrientes e regulação do pH intracelular. A ativação da
H
+
-ATPase da membrana citoplasmática em Saccharomyces cerevisiae induzida por
glicose é supostamente atribuída a um sinal de cálcio intracelular correlacionado ao
metabolismo do fosfatidilinositol. Em estudos anteriores do nosso grupo de pesquisa, foi
observada diferença de fenótipo entre as cepas S. cerevisiae BY4742 arg82Δ e PJ69
arg82Δ através do teste de atividade da H
+
-ATPase, indicando que o fenótipo de maior
ativação da H
+
-ATPase está relacionado a vários genes. Diante do exposto, o objetivo
deste trabalho foi utilizar diferentes abordagens genômicas para identificar novos
componentes da regulação induzida por glicose da H
+
-ATPase. Para isso, foram
realizados o sequenciamento do genoma segregante agrupado, mapeamento de QTLs e
análises de Bioinformática para identificar o possível motivo da diferença de fenótipo e,
ou, novos componentes desta via de transdução de sinal. Uma vez identificadas as
variantes na análise de mapeamento de QTL foi desenvolvido o script
SNPsInQTLselection.py para identificar as bases genéticas que podem estar envolvidas
com o fenótipo de maior atividade da H+
-ATPase. Após a utilização desse script foram
identificadas 42 variantes em 33 genes potencialmente envolvidos com o fenótipo de
interesse. Para priorização desses genes candidatos foi realizado análise de
enriquecimento e interatoma que permitiram identificar 10 genes enriquecidos e
envolvidos na via da telomerase e do fosfatidilinositol (STT4, PIK2, UGA2, EST1, MEC3,
HEK2, TOP3, PSO2, STO1, FUR4). Cepas do background BY contendo essesrespectivos
genes deletados (coleção EUROSCARF) foram utilizadas para teste de fenótipo de
acidificação extracelular e sinalização de cálcio induzida por glicose. Por meio desses
testes, 4 (UGA2, FUR4, EST1 e STT4) dos 10 genes enriquecidos, apresentaram o
fenótipo de maior ativação da H+
-ATPase, fenótipo esse evidenciado nos testes de
acidificação extracelular e sinal de cálcio. Destes 4 genes, vale destacar o STT4 visto que,
de acordo com a função descrita para esse gene na literatura o fosfatidilinositol-4-fosfato
pode exercer um papel na regulação da via de ativação de H
+
-ATPase, controlando a
atividade da fosfolipase C. Tendo em vista uma relação positiva entre atividade da H
+
-
ATPase e desempenho fermentativo, estudos futuros podem ser feitos com os
genes/alelos identificados neste trabalho, com aplicação em cepas de leveduras industriais visando a melhoria na eficiência de processos fermentativos. Os genes (UGA2, FUR4,
EST1 e STT4) merecem investigação detalhada para verificação do possível envolvimento
na via de sinalização da H+
-ATPase. Esse trabalho apresenta pela primeira vez uma
estratégia de Bioinformática para identificar genes candidatos quando o resultado do
mapeamento de QTL não for significativo.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa de Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
ATPases transportadoras de cálcio da membrana plasmática, Locos de características quantitativas, Leveduras
Citação
BARBOSA, Patrícia Gonçalves Prates. Análise de QTL e gênomica comparativa para estudar mecanismos regulatórios da H+ -ATPASE de membrana plasmática de Saccharomyces cerevisiae. 2021. 109 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2021.
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