Genomic and transcriptomic surveys for the study of ncRNAs with a focus on tropical parasites

Abstract

RNAs não-codificadores têm sido estudados em detalhes na última década, culminando na visão recente de que estes são moléculas ubíquas que desempenham papel importante em virtualmente todos os processos biológicos em todos os reinos da vida. Os parasitos tropicais Schistosoma mansoni (agente causador da esquistosomose) e Trypanosoma cruzi (agente causador da Doença de Chagas) têm ciclos de vida complexos envolvendo diferentes hospedeiros e ambientes, necessitando portanto de uma refinada regulação da expressão gênica. Nesse sentido, os ncRNAs são reconhecidamente reguladores da expressão gênica em vários níveis e inspeções mais detalhadas para identificar tais RNAs e os mecanismos nos quais estes estão envolvidos são de grande importância no contexto destes parasitos. Para avaliar as funções e as características dos ncRNAs em parasitos tropicais, o mecanismo de spliced-leader transsplicing (SLTS) foi estudado em S. mansoni e, posteriormente, o estudo foi expandido para incluir todas as espécies nas quais o mecanismo é atualmente conhecido. Além disso, uma inspeção minuciosa foi realizada para identificar novos ncRNAs no genoma de T. cruzi. O mecanismo de SLTS já foi descrito em espécies de sete diferentes filos. As características moleculares do RNA spliced-leader (SL) e o conjunto de transcritos processados pelo mecanismo de SLTS foram estudados em ambos em S. mansoni e posteriormente em ~150 espécies. Os principais achados incluem a sequência do éxon do SL RNA, a qual é conservada dentre diferentes espécies de um mesmo filo e mais divergentes quando espécies de diferentes filos são comparadas. No entanto, a estrutura tridimensional geral do SL RNA é mais conservada em todos os filos do que sua sequência. Adicionalmente, quando os transcritos que recebem a sequência SL foram analisados, observou-se que estes incluem genes de classes não relacionadas e não parecem estar enviesados para nenhuma função especifica. O genoma do T. cruzi foi escaneado em busca de ncRNAs não anotados, utilizando tanto algoritmos de busca baseados em estrutura quanto em sequência e diferentes bases de dados. Como resultado foram encontrados 1.595 candidatos a ncRNA únicos, mais de 700 destes representando novos achados. Interessantemente, as classes mais abundantes de novos ncRNAs incluem snoRNAs, RNase P RNAs e miRNAs. Os primeiros são conhecidos por serem ubíquos no genoma de Trypanosoma brucei (o agente causador da tripanosomíase africana) e desempenham papéis importantes na modificação e putativa estabilização dos rRNAs. RNAs integrantes do complexo RNase P não haviam sido anteriormente descritos em tripanosomatídeos e atualmente apenas um complexo RNase constituído somente de proteínas era conhecido nestes organismos. A identificação de miRNAs candidatos no genoma de T. cruzi foi surpreendente, dada a ausência de uma maquinaria clássica de RNAi neste parasito e portanto análises subsequentes devem ser conduzidas para provar este resultado. Finalmente, candidatos a RNA envolvidos na regulação da expressão gênica que acredita-se ser exclusivos de procariotos também foram encontrados, levantando questionamentos sobre como sua função pode ser desempenhada neste parasito eucarioto.