Padrões diferenciais de metilação do DNA em escala genômica de clones de Eucalyptus em ambientes variáveis

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.