Descobertas revelam complexidade no genoma da soja

Pesquisadores da Universidade de Purdue, em colaboração com cientistas da Universidade de Huazhong, na China, avançaram no estudo da soja ao identificarem formas de transcrição gênica que podem ter impacto significativo na adaptação e produtividade da cultura.

A pesquisa, que usou uma técnica chamada Stripe-seq, revelou milhares de novos pontos de início de transcrição, especialmente em regiões codificantes de genes. A descoberta sugere uma complexidade não observada antes na regulação da expressão gênica da soja, com potenciais implicações para o melhoramento genético.

A investigação demonstrou que a transcrição alternativa, antes restrita principalmente a regiões conhecidas como promotores, está presente em diferentes partes do gene, incluindo as sequências codificantes.

Os cientistas identificaram 193.579 regiões de início de transcrição (TSRs) em 37.911 genes da soja, sendo que 43,5% desses pontos estavam localizados em regiões intragênicas, como introns e sequências codificantes (CDSs). Essa distribuição foi observada em oito tipos de tecidos de soja, incluindo folhas, raízes e sementes, indicando uma regulação bastante específica ao tipo de tecido.

A técnica Stripe-seq, empregada pela primeira vez em plantas nesta pesquisa, permitiu identificar a localização precisa dos pontos de início de transcrição em nível genômico. Essa técnica diferencia-se das abordagens tradicionais por ser mais rápida e econômica, além de fornecer uma análise detalhada de elementos epigenéticos envolvidos na regulação da transcrição.

No estudo, foi possível observar que muitos dos novos pontos de início de transcrição identificados não apresentavam as típicas Tata-boxes, indicando que esses mecanismos alternativos de transcrição são controlados por outros fatores epigenéticos, como a presença de modificações em histonas.

Essas descobertas foram complementadas por uma análise mais ampla divulgada no site da Universidade de Purdue, onde os cientistas explicam que a pesquisa destacou a importância dos fatores epigenéticos no controle da transcrição em plantas paleopoliploides, como a soja. De acordo com os pesquisadores, genes duplicados apresentaram maior número de TSRs e menor especificidade tecidual, sugerindo que essas duplicações, ocorridas há milhões de anos, desempenharam um papel na diversificação funcional dos genes.

Outro ponto relevante abordado no estudo é a relação entre os múltiplos pontos de início de transcrição e a diversificação proteica. Genes que apresentaram vários TSRs tendem a produzir proteínas diversificadas, que são essenciais para a adaptação da planta a diferentes condições ambientais. Isso foi observado especialmente em genes expressos nos nódulos, estruturas formadas nas raízes que abrigam bactérias fixadoras de nitrogênio, fundamentais para o crescimento da planta.

Os cientistas destacam ainda que muitos dos pontos de transcrição descobertos podem gerar proteínas truncadas, ou seja, menores que o habitual, com possíveis implicações na função dessas proteínas em contextos específicos, como o desenvolvimento de raízes ou a formação de sementes. Esses pontos de transcrição alternativos parecem ser ativados por modificações epigenéticas específicas de cada tecido, como a presença de determinadas marcas de histonas.

Mais informações podem ser obtidas em doi.org/10.1093/plcell/koae288