Resumo: RNAs não-codificantes de 20-27 nucleotídeos (nt) regulam transcricionalmente ou pós-transcricionalmente a expressão de genes endógenos, modelando o transcriptoma e a produção de proteínas. Dentre estes, microRNAs (miRNAs) desempenliam papel chave no desenvolvimento vegetal, observação comprovada pela avaliação fenotípica e molecular de plantas transgênicas e de mutantes defectivos na produção de tais RNAs. MiRNAs são produzidos a partir de precursores longos (pri-miRNAs), os quais são posteriormente processados por enzimas específicas, gerando o miRNA maduro (20-22 nt). O miRNA maduro, por sua vez, guia a clivagem do mRNA de genes-alvo e bloqueia a tradução de proteínas, afetando diversos aspectos do desenvolvimento. O sequênciamento de populações de RNAs regulatórios possibilitou a identificação de miRNAs conservados e específicos em diferentes espécies vegetais, embora estudos em plantas de importância econômica sejam ainda incipientes. Atualmente, existem diversos bancos públicos de sequências ESTs disponíveis. Esses bancos possuem um grande número de sequências não-codíficantes, dentre as quais podem estar presentes pri-miRNAs, os quais são também são moléculas poliadeniladas similares a mRNAs codifícantes. O banco público de ESTs de cana-de-açúcar TIGR Gene Index foi usado como base para uma busca de miRNAs. O processo criado possibilitou a identificação de 20 precursores de miRNAs, agrupados em 15 famílias distintas. No presente trabalho desenvolveu-se também ferramenta para predição de potenciais alvos para os miRNAs encontrados. As famílias de miRNAs de cana-de-áçucar e a ferramenta de predição de genes-alvo estão integrados em banco de dados que estará disponível brevemente. Análise de expressão gênica demonstrou que precursors de miRNAs de cana-de-açúcar acumulam em níveis variáveis em distintos tecidos/órgãos. Além disso, tanto o acúmulo do miRNA maduro quanto a degradação do mRNA-alvo foram avaliados para alguns casos estudados. A caracterização de um miRNA específico de monocotiledôneas (miR528) e a confirmação de seu alvo, um gene comum em angiospermas, predito pela primeira vez neste trabalho, gera um interessante questionamento sobre a regulação desse gene via miRNA apenas em monocotiledôneas Ver menos

Abstract: No-coding RNAs of 20-27 nucleotides (nt) transcriptional or posttranscriptionally regulate endogenous gene expression, affecting the cellular output of transcripts and proteins. Among these RNAs, microRNAs (miRNAs) play an important role in plant development as confirmed by phenotypic and molecular evaluation of transgenic plants and knockout mutants defective in miRNA biogenesis and function. miRNAs are produced from long precursors (pri-miRNAs), which are processed by specific enzymes into the mature miRNA (20-22 nt). The mature miRNA guides the cleavage of target genes as well as impairs protein translation, affecting several development processes. Deep sequencing of small RNAs identified conserved and species-specific miRNAs. Nevertheless, studies on crops are still in their infancy. Public ESTs databases are an important source of no-coding sequences, in which we can find miRNAs precursors, which are polyadenilated RNAs as messenger RNAs. In this work, the public sugarcane EST database TIGR Gene Index was used to search conserved miRNAs. The pipeline developed in this work made possible the identification of 20 miRNAs precursors, grouped into 15 families. It was also developed a search tool for potential miRNAs targets. Sugarcane miRNAs precursors displayed tissue/organ differential expression profiles. Moreover, a new identified miRNA target was confirmed experimentally. This new target is regulated by a monocot specific miRNA, miR528. Interestingly, this miRNA target is conserved in eudicots and monocots, even though its regulation by miRNA is not. This finding raises the question of why this gene has evolved in having a miRNA-mediated posttranscriptional regulation only in monocots Ver menos