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Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.unb.br/handle/10482/39882
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Title: Padrões diferenciais de metilação do DNA em escala genômica de clones de Eucalyptus em ambientes variáveis
Authors: Pereira, Wendell Jacinto
metadata.dc.contributor.email: wendelljpereira@gmail.com
Orientador(es):: Pappas Júnior, Georgios Joannis
Assunto:: Metilação do DNA
Epigenética
DNA de próxima geração
Eucalyptus
Plasticidade fenotípica
Issue Date: 12-Jan-2021
Citation: PEREIRA, Wendell Jacinto. Padrões diferenciais de metilação do DNA em escala genômica de clones de Eucalyptus em ambientes variáveis. 2020. 128 f., il. Tese (Doutorado em Biologia Molecular)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.
Abstract: Nos últimos anos, a epigenética tem ganhado destaque na pesquisa biológica por constituir um nível de regulação adicional aos mecanismos genéticos, com potencial envolvimento no estabelecimento de fenótipos. Há grande expectativa de que seu melhor entendimento possa levar a uma melhor compreensão de uma série de processos biológicos complexos, como a resposta a estresses bióticos e abióticos e processos adaptativos. Dentre as modificações epigenéticas, a metilação do DNA é a mais bem estudada, em parte pela capacidade de detecção facilitada pelas tecnologias de sequenciamento de DNA de próxima geração (NGS). Neste trabalho, é apresentada uma abordagem analítica custo-efetiva para de- tecção de metilações do DNA a partir da aplicação da tecnologia Methylation Sensitive DArT Sequencing (MS-DArT-seq). Foi desenvolvido um protocolo computacional que promove a detecção de metilações do DNA e a caracterização do contexto genômico das metilações identificadas. Como estudo de caso, o protocolo computacional foi aplicado para investigação dos perfis de metilação do DNA em diferentes amostras coletadas de árvores da espécie Eucalyptus grandis. Milhares de sítios metilados foram identificados e, como esperado, metilações do DNA amostra-específicas foram identificadas, embora o perfil de metilação das amostras avaliadas seja bastante similar. A metodologia foi então aplicada em um desenho experimental mais complexo, no contexto do projeto TECHS (Tolerance of Eucalyptus Clones to the Hydrous and Thermal Stresses), com o objetivo de avaliar a associação do padrão de metilação do DNA com fatores ambientais. Cinco clones de Eucalyptus, híbridos interespecíficos de E. grandis e E. urophylla, plantados em dois ambientes com características edafoclimáticas contrastantes, foram utilizados na análise. Dentre os milhares de sítios de metilação de DNA identificados verificou-se o mesmo padrão anterior para um único indivíduo, ou seja, a grande maioria das metilações de DNA comuns aos dois ambientes e metilações ambiente-específicas detectadas para cada clone. Análises foram conduzidas para verificar associação entre as metilações e caracteres fenotípicos relacionados a crescimento (altura, volume e diâmetro a altura do peito). Cen- tenas de sítios de metilação apresentaram associação significativa, contudo, os resultados indicam que o padrão de metilação do DNA evidência forte relação com a variação genética. Ademais, através de análise de associação com o ambiente, não foi possível estabelecer uma associação clara entre metilação e os sítios experimentais amostrados.
Abstract: In recent years, epigenetics has gained prominence among the fields of biological research. As it constitutes an additional layer of regulation of the genetic mechanisms, with the potential to interfere in an organism phenotype, there is a high expectation that the understanding of its characteristics leads to a better comprehension of important biological processes, such as the response to biotic and abiotic stress and adaptation. Among epigenetic marks, DNA methylation is the best-studied, partly due to the detection capacity made possible by the advance of the next-generation sequencing (NGS). This work introduces a cost-effective analytical approach for DNA methylation detection using the Methylation Sensitive DArT Sequencing (MS-DArT-seq) technology. A computational protocol that promotes the identification of DNA methylation as well as the characterization of their genomic context was developed. As a proof-of-concept, the computational protocol was applied to ascertain the DNA methylation profiles of distinct samples of Eucalyptus grandis, the genotype sequenced for the species reference genome. Thousands of methylated sites were identified and sample-specific DNA methylation was identified, as expected, although the methylation profile of the evaluated samples is mostly similar. Additionally, the methodology was applied in a more complex experimental design provided by the TECHS (Tolerance of Eucalyptus Clones to the Hydrous and Thermal Stresses) program plant material. Five clones of Eucalyptus, E. grandis X E. urophylla hybrids, were used and thousands of methylated sites detected. Again, it was observed that the vast majority of the methylated sites was common to both environments, nevertheless environment-specific DNA methylation was also determined for each clone. Analyses were conducted to test for association between the methylated sites and traits related to growth (height, volume and diameter at breast height). Although hundreds of methylated sites showed a significant association with the measured traits, results suggest that the detected DNA methylation holds a strong connection with underlying genetic variation. Moreover, it was not possible to establish a clear connection between the presence of DNA methylations and the different environments.
Description: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2020.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Appears in Collections:CEL - Doutorado em Biologia Molecular (Teses)

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