Análise integrativa de dados de expressão gênica de Rhodosporidium toruloides em condições relevantes para a indústria biotecnológica - Santana, Ítalo Paulino (2022)
Rhodosporidium toruloides (R. toruloides) tem se destacado como uma alternativa aos organismos modelo já utilizados para conduzir bioprocessos industriais devido a algumas características como: (i) processamento eficiente de fontes de carbono complexas, (ii) alta produção e armazenamento de lipídios, (iii) carotenogênese, (iv) resistência inata à alguns inibidores químicos presentes em hidrolisados lignocelulósicos, e (v) ausência de patogenicidade. No entanto, para melhor explorar os potenciais dessa levedura e melhorar a eficiência desses bioprocessos, é necessário saber como ela lida biologicamente com diferentes condições de crescimento. Assim, nosso trabalho objetivou compreender o panorama da resposta transcricional de R. toruloides em diferentes condições de cultivo através da integração de dados de expressão gênica. Com esse propósito, 54 dados de RNA-Seq da cepa IFO0880 Δku70 de R. toruloides foram analisados. O controle de qualidade das reads brutas foi realizado com os programas FastQC e Trimmomatic, assim como o alinhamento das reads foi feito com Hisat2, a montagem de transcritos foi feita através do Stringtie, a análise diferencial de expressão foi realizada com o DESeq2, a anotação funcional e análise de enriquecimento funcional dos transcritos foi feita com Blast2GO. Os resultados da análise de perfil de crescimento indicam que a levedura é capaz de crescer até na presença dos estresses induzidos por 5% de etanol, 0,15% de ácido acético e de 40º C. Ao analisarmos o número de genes diferencialmente expressos (DEGs) de cada condição, podemos inferir que o número de DEGs muda em função das condições de cultivo como resultado do nível de perturbação do sistema causado por cada condição. Apesar da diferença no número total de DEGs entre condições, o número de DEGs up e down-regulados dentro cada condição é muito próximo ao equilíbrio, supostamente como resultado de uma tentativa de se alcançar a homeostase do sistema. Além disso, nossos resultados de análise de enriquecimento funcional para as condições de estresse fornecem algumas evidências de que os protagonistas na resposta ao estresse estão localizados na membrana celular e que as principais funçeõs moleculares associadas a essa resposta é a atividade oxidativa e atividade de transportador transmembrana. Considerando as condições de fonte de carbono, a resposta encontra-se associada ao metabolismo de carboidratos, produçoã de ATP, biogênese de ribossomos, tradução e divisão celular. Desse modo, este trabalho fornece um conhecimento biológico mais integrado da resposta transcricional de R. toruloides sob condições relevantes para a indústria biotecnológica.