Estudos sobre a organização genômica, evolução e expressão de microRNAs

Os microRNAs (miRNAs) são pequenos RNAs não codificadores de proteínas presentes na maioria dos eucariotos. Esses RNAs regulam a expressão gênica em nível pós-transcricional através do silenciamento de mRNAs-alvo que possuem sítios complementares às suas sequências, atuando em praticamente todos os processos celulares. Embora a estrutura e função dos miRNAs estejam bem caracterizadas, aspectos relacionados à sua organização genômica, evolução e atuação em doenças são tópicos que apresentam enormes lacunas. Nesta tese, utilizamos abordagens computacionais para investigar estes temas em três trabalhos. No primeiro, processamos e integramos um vasto volume de dados publicamente disponíveis referentes aos miRNAs e genes codificadores de proteínas para cinco espécies de vertebrados. Com isso, construimos uma ferramenta web que permite a fácil inspeção da organização genômica dos miRNAs em regiões inter e intragênicas, o acesso a dados de expressão de miRNAs e de genes codificadores de proteínas (classificados em genes hospedeiros e não hospedeiros de miRNAs), além de outras informações pertinentes. Verificamos que a ferramenta tem sido amplamente utilizada pela comunidade científica e acreditamos que ela possa facilitar a geração de hipóteses associadas à regulação dos miRNAs, principalmente quando estão inseridos em genes hospedeiros. No segundo estudo, buscamos compreender como o contexto genômico e a origem evolutiva dos genes hospedeiros influenciam a expressão e evolução dos miRNAs humanos. Nossos achados mostraram que os miRNAs intragênicos surgem preferencialmente em genes antigos (origem anterior à divergência de vertebrados). Observamos que os miRNAs inseridos em genes antigos têm maior abrangência de expressão do que os inseridos em genes novos. Surpreendentemente, miRNAs jovens localizados em genes antigos são expressos em um maior número de tecidos do que os intergênicos de mesma idade, sugerindo uma vantagem adaptativa inicial que pode estar relacionada com o controle da expressão dos genes hospedeiros, e como consequência, expondo-os a contextos celulares e conjuntos de alvos diversos. Na evolução a longo prazo, vimos que genes antigos conferem maior restrição nos padrões de expressão (menor divergência de expressão) para miRNAs intragênicos, quando comparados aos intergênicos. Também mostramos possíveis associações funcionais relacionadas ao contexto genômico, tais como o enriquecimento da expressão de miRNAs intergênicos em testículo e dos intragênicos em tecidos neurais. Propomos que o contexto genômico e a idade dos genes hospedeiros são fatores-chave para a evolução e expressão dos miRNAs. Por fim, buscamos estabelecer associações entre a expressão diferencial de miRNAs e a quimioresistência em câncer colorretal utilizando linhagens celulares sensíveis e resistentes às drogas 5-Fluoruracil e Oxaliplatina. Dentre os miRNAs identificados, o miR-342 apresentou níveis elevados de expressão nas linhagens sensíveis à Oxaliplatina. Com base na análise dos alvos preditos, detectamos uma significativa associação de miR-342 com a apoptose. A superexpressão de miR-342 na linhagem resistente SW620 evidenciou alterações na expressão de genes da via apoptótica, notavelmente a diminuição da expressão do fator de crescimento PDGFB, um alvo predito possivelmente sujeito à regulação direta pelo miR-342.

Free living astigmatid mites (Astigmatina): new taxa, rearing and use for mesostigmatid (Mesostigmata) predatory mite production

The cohort Astigmatina is divided in two major groups: Psoroptidia, composed mainly by feather and fur mites, and Non-psoroptidia, a dominant component of the acarofauna in ephemeral habitats. In these environments Astigmatina usually are saprophages or feed on fungi or bacteria. Astigmatina protonymphs undergo a complete reorganization of the body structure leading to the production of heteromorphic deutonymphs, generally specialized for dispersion through phoresy using arthropods and vertebrates as phoronts. Although most Astigmatina occur in natural environments, some species live in anthropic environments, such as food deposits, where some of them became pests; some Astigmatina infest subterraneous plant organs. Despite their economic and ecological importance, studies on the diversity and taxonomy of Astigmatina in Brazil have been rare over the last decades. The general objective of this thesis was to collaborate to the knowledge of the diversity and to evaluate the potential practical uses of these mites in Brazil. For this, new genera and species were described, method for rearing dust mites was studied and the efficiency of Astigmatina as prey for edaphic predators was evaluated. A new species of Thyreophagus (Astigmatina: Acaridae) was described based on specimens collected in Brazil, the association of three other species of this genus with stored food was reviewed and a key to all species of this genus was prepared. The genus Neotropacarus (Astigmatina: Acaridae), commonly found on plant leaves, was reviewed with the redescription of two species and description of new species collected in Brazil and from the Philippines. Two new genera and seven new species of Acaridae associated with the bee family Apidae was described and a key to Acaridae genera in subfamily Horstiinae was prepared. Several species of Astigmatina were evaluated as prey for predatory mites Stratiolaelaps scimitus (Womersley) (Mesostigmata: Laelapidae) and Protogamasellopsis zaheri Abo-Shnaf, Castilho and Moraes (Mesostigmata: Rhodacaridae), which oviposited on all evaluated astigmatids, with Tyrophagus putrescentiae (Schrank) and Aleuroglyphus ovatus (Tropeau) (Acaridae) being the most suitable prey. Seven foods and two development period, 30 and 60 days, after the introduction of 400 females of two important dust mite species, Blomia tropicalis van Bronswijk, de Cock e Oshima and Dermatophagoides pteronyssinus (Trouessart) were evaluate. With the most suitable foods, the population growth were higher than 20.2 and 15.3 for B. tropicalis and D. pteronyssinus, respectively.