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Title: miRNAs em Schistosoma mansoni : biogênese, predição, validação e alvos potenciais.
Authors: Gomes, Matheus de Souza
metadata.dc.contributor.advisor: Cota, Renata Guerra de Sá
Keywords: Schistosoma mansoni
Biologia molecular
Parasitologia
Issue Date: 2012
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: GOMES, M. de S. miRNAs em Schistosoma mansoni : biogênese, predição, validação e alvos potenciais. 2012. 201 f. Tese (Doutorado em Ciências Biológicas) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2012.
Abstract: Os miRNAs constituem uma classe extensa de pequenos RNAs não codificadores de proteínas possuindo, em sua forma madura, de 20 a 24 nucleotídeos, cuja função principal é regular a expressão gênica. Seus precursores, denominados pré-miRNAs, têm como característica principal a formação de estruturas secundárias estáveis em forma de grampos (hairpins) possuindo um tamanho variável de 70 a 120 nucleotídeos. Os resultados publicados na última década sugerem que o silenciamento gênico mediado pelos miRNAs é um processo evolutivamente conservado e envolve, em um primeiro momento, a interação entre o miRNA e o respectivo RNA mensageiro alvo, promovendo sua clivagem ou repressão de sua tradução. Apesar de o Schistosoma mansoni ser um organismo com genoma conhecido, pouco se conhece sobre o repertório de miRNAs presentes neste parasito. Resultados anteriores do nosso laboratório demonstraram que genes centrais da biogênese de miRNAs são mais expressos em cercárias e esquistossômulos jovens quando comparados a vermes adultos, levando a hipótese de que os mecanismos de adaptação do parasito ao hospedeiro mamífero, imediatamente pós-infecção, podem envolver a participação de miRNAs. Para investigar este hipótese, foram utilizados neste trabalho abordagens computacionais e experimentais para identificar miRNAs em S. mansoni, bem como determinar suas características estruturais e padrão de expressão, correlacionando em paralelo com o perfil de expressão de 13 genes envolvidos em sua biogênese. Os resultados obtidos sugerem que os genes envolvidos na biogênese de miRNAs são conservados e apresentam um perfil de expressão gênica diferencial durante a transição cercária-esquistossômulos jovens. Foram identificados neste trabalho 35 miRNAs conservados, 32 não conservados e mais de 300 prováveis RNA mensageiros alvos no genoma de S. mansoni. Dentre os miRNAs identificados foram caracterizados duplicações gênicas, clusteres (mir-71/2) e miRNAs sexo-específicos. As análises da expressão gênica dos miRNAs conservados e não conservados evidenciaram padrões de expressão gênero-específicos (sma-miR-61, sma-miR-125a e sma-miR-124-3p) e estágio-específicos (sma-mir-new10-5p, sma-miR-125a). Observou-se também uma correlação positiva entre a alta expressão de miRNAs no parasito e baixa expressão de alvos específicos. Estes dados sugerem que a regulação do proteoma do parasito, principalmente nas fases de cercária e esquistossômulos, provavelmente é mediada por regulação pós-transcricional mediada por miRNAs viabilizando a instalação efetiva do parasito no hospedeiro mamífero. Este conjunto de resultados abre perspectiva para avaliação do perfil de expressão em esporocistos demonstrando que transcritos produzidos nesta fase do ciclo biológico do S. mansoni podem ser silenciados e posteriormente traduzidos em cercárias ou esquistossômulos.
metadata.dc.description.abstracten: MicroRNAs (miRNAs) are an abundant class of small non-protein-coding RNAs that function as negative gene regulators. These molecules in their mature form are generally 20–24 nucleotides. Their precursors, pre-miRNAs, form a stable stem-loop secondary structure (hairpins) with a variable length (70 to 120 nucleotides). Over the last decade, researchers have been suggesting that the gene silencing mediated by miRNAs is an evolutionarily conserved process and involves the interaction between the miRNA and its target mRNA, promoting its cleavage or repression of protein translation. Although Schistosoma mansoni genome is known, few studies have been done on repertoire of miRNAs and their machinery. Previous results from our laboratory demonstrated that the central genes of Mirna biogenesis is over expressed in cercariae and schistosomula when compared to adult worms, leading to the hypothesis that mechanisms involving participation of miRNAs may help the parasite adaptation, immediately post-infection in mammalian host. To investigate this hypothesis, we performed computational and experimental approaches to identify miRNAs in S. mansoni and to determine their structural features and expression pattern, correlating with the expression profile of 13 genes involved in their biogenesis. These results suggested that genes involved in biogenesis of miRNAs are conserved and showed na over expression profile during the transition from cercariae to young schistosomula. We identified 35 conserved miRNAs, 32 not conserved miRNAs and more than 300 putative targets in the S. mansoni genome. The identified miRNAs were characterized and displayed gene duplication, clusteres (miR-71/2) and sex-specific miRNAs. The analysis of gene expression of conserved and not conserved miRNAs showed gender-specific miRNAs (sma-miR-61, sma-miR-125a and sma-miR-124-3p) and stage-specific miRNAs (sma-mir-new10-5p and sma-mir-125a). There was also a positive correlation between high expression of miRNAs in parasite and low expression of their specific targets. These data suggested that the regulation of the parasite proteome, especially in the stages cercaria and schistosomula, is probably mediated by miRNA pos- transcriptional regulation, enabling the effective installation of the parasite in the mammalian host. This set of results also opens a perspective to evaluate the expression profile in sporocysts demonstrating that mRNAs produced in this stage are silenced and later translated in cercariae or schistosomula.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2662
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