Pesquisa da UFLA descreve as vias de silenciamento no genoma do café

Análise genômica da via de silenciamento guiada por RNA no café revela seus mecanismos reguladores. Este foi um dos focos da tese de doutorado da bióloga Christiane Noronha Fernandes Brum, do Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia Vegetal da Universidade Federal de Lavras (UFLA), sob a orientação do professor Antonio Chalfun Junior.

O conhecimento dessas vias de regulação da expressão gênica em cafeeiro é de extrema importância para o meio científico e poderá futuramente ser aplicado para o melhoramento vegetal por meio da biotecnologia. Os resultados trazem perspectivas para a cultura, abrindo novas frentes de pesquisa para melhoria da qualidade, produtividade e tolerância a estresses.

“Em 2014 saiu o genoma do café, Coffea canephora, a partir de então tivemos o interesse de estudar a regulação da expressão gênica, que são os mecanismos de ligar e desligar os genes em determinados momentos, em resposta a alguma condição, como crescimento vegetativo ou reprodutivo. Esse trabalho já foi realizado em outras espécies, como milho, sorgo, dentre outras. Então, utilizamos estes como base para conseguir desvendar no café. Fizemos um levantamento bem mais aprofundado, conseguimos identificar cerca de 50 proteínas no café, que são responsáveis pela biossíntese, processamento e funcionamento dos pequenos RNAs não codantes, dentre eles os microRNAs”, relata Christiane.

De acordo com os pesquisadores, um trabalho tão amplo, detectando mais de 50 proteínas nunca foi feito em outras espécies cultivadas. Também foi identificada uma classe de pequenos RNAs que regulam a expressão gênica, os microRNAs, no genoma de Coffea canephora. “Ao todo, 235 precursores de microRNAs foram preditos”, complementa a pesquisadora.

Aplicabilidade

A pesquisadora explica como essa revelação poderá ajudar a compreender os processos de expressão gênica no café. “No nosso laboratório, por exemplo, temos como foco o florescimento, que possui o problema da desigualdade, pois produz flores em diferentes estádios. Isso faz com que na mesma planta haja frutos verdes, maduros ou que já passaram da época de colheita, prejudicando a qualidade. Se conseguirmos compreender quais mecanismos regulam esse processo, conseguiremos modificá-los, uniformizando o florescimento”, comenta.

A partir de dados brutos do genoma, os pesquisadores foram discutindo possibilidades, fazendo análises evolutivas, funcionais, estruturais e posteriormente caracterizando todo o material, tanto as proteínas quanto os microRNAs. A partir de todo esse processo, eles conseguiram identificar uma quantidade expressiva de microRNAs, não presente na literatura, ampliando significativamente esse conhecimento. “Identificamos todos os microRNAs – reguladores da expressão – que existem no genoma de café, agora o próximo passo é fazer a análise da função de cada um, estudando-os em processos específicos. Quando um gene se expressa, ele sai de uma forma de DNA para RNA mensageiro. O microRNA que regula esse RNA mensageiro, permitindo ou não que ele forme uma proteína”, explica a pesquisadora.

O orientador da pesquisa, professor Chalfun, ressalta que por meio dessa pesquisa é possível ter um leque maior que possibilitará o desenvolvimento de importantes trabalhos futuros. “É algo inédito devido a abrangência dos dados e não da técnica em si. É algo novo aplicado ao café e toda essa gama de conhecimento poderá ser empregada até mesmo em outras espécies. A aplicabilidade desse trabalho vem posteriormente, que inclusive já está sendo executada”.

Na segunda fase do doutorado foram realizadas análises, aplicadas, dos dados obtidos durante a pesquisa. O foco do estudo é o florescimento da planta de café. Esta parte prática ainda está sendo finalizada, por isso, a tese está retida, mas a previsão é de que seja divulgada ainda nesse ano.

Já os resultados da primeira etapa acabam de ser publicados na PLOS ONE (The Public Library of Science ONE), considerado o segundo maior periódico do mundo, tendo publicado por volta de 22 mil artigos científicos em 2016. Clique aqui para acessar o artigo completo.

Parceria

O trabalho foi feito com a colaboração do Laboratório de Fisiologia Molecular de Plantas (LFMP) coordenado por Chalfun, e o Laboratório de Bioinformática e Análises Moleculares (LBAM), sob a orientação do professor Matheus de Souza Gomes, da Universidade Federal de Uberlândia (UFU).