COWADAPT: detecção de variantes genéticas associadas com a adaptação de bovinos a ambientes desafiadores utilizando um multi-assembly graph como referência

Resumo

A prevalência de variações estruturais amplas no genoma bovino assim como o conteúdo da sequência e a relevância biológica destas variações permanecem amplamente desconhecidas. Para tornar estas variantes passíveis de serem utilizadas em estudos genéticos, o projeto COWADAPT irá construir uma "multi-assembly graph" que integrará "reference-quality assemblies" de diferentes raças zebuínas e taurinas. Com o uso da "multi-assembly graph", nós iremos desvendar variantes estruturais e investigar o papel de sequências codificantes, atualmente negligenciadas. Iremos testar se estas novas variantes estruturais estão associadas com a adaptação de zebuínos ao ambiente tropical. O nosso estudo nos permitirá investigar o espectro completo de diversidade da sequência a partir da "multi-assembly graph". Os principais objetivos do COWADAPT são: 1) obter "de novo assemblies" de genomas de raças taurinas e zebuínas; 2) desenvolver um "pangenome" de taurinos e zebuínos por meio da "multi-assembly graph"; 3) detectar e caracterizar variantes estruturais no genoma de zebuínos; 4) investigar a importância de variantes estruturais na adaptação de zebuínos ao ambiente tropical. Para atingir os objetivos, o COWADAPT foi estruturado no desenvolvimento de quatro planos de trabalho (WP). No WP1, iremos obter fragmentos longos de DNA para construir as "de novo assemblies" de genomas "haplotype-resolved" de diferentes raças taurinas (n=4) e zebuínas (n=3). Para avaliar a prevalência de variantes estruturais em zebuínos, nós iremos sequenciar o genoma de 20 animais da raça Nelore com a técnica de "long-read sequencing". As "haplotype-resolved genome assemblies" serão integradas em um "multi-assembly graph" no WP2. A análise do conteúdo da sequência do "multi-assembly graph" permitirá revelar segmentos específicos de zebuínos. Variantes estruturais no genoma zebuíno serão detectadas e caracterizadas no WP3. "Short sequencing reads" da raça Nelore serão mapeadas utilizando o genoma referência zebuíno desenvolvido no WP2, objetivando identificar variantes estruturais que não são detectadas utilizando o genoma de referência padrão (ARS-UCD1.2). Então, as "long sequencing reads" de animais Nelore obtidas no WP1 serão alinhadas à "multi-assembly graph" e utilizadas como referência para imputar de forma acurada variantes estruturais nas amostras sequenciadas com "short-read sequencing" e, subsequentemente, num conjunto maior (>20.000) de animais genotipados a serem utilizados nos estudos de associação com características relacionadas à adaptação. No WP4, estudos de associação serão conduzidos para investigar o papel das variantes estruturais na adaptação de animais Nelore ao ambiente tropical. Em conclusão, o COWADAPT irá desvendar variantes associadas à adaptação de bovinos a ambientes desafiadores, por meio de uma "multi-assembly graph". (AU)