Uma Perspectiva Funcional e Evolutiva sobre a Ligação de Fatores de Transcrição em Arabidopsis thaliana

Compreender os mecanismos subjacentes à regulação gênica é fundamental para compreender a tradução do genótipo para o fenótipo. Os dois estão conectados pela expressão gênica, e geralmente se pensa que a variação na função dos fatores de transcrição (TF) é um determinante importante da evolução fenotípica. Analisamos experimentos de imunoprecipitação de cromatina em todo o genoma disponíveis publicamente para 27 TFs em Arabidopsis thaliana e construímos uma rede experimental contendo 46.619 interações regulatórias e 15.188 genes-alvo. Identificamos alvos centrais e regiões altamente ocupadas (HOT), que são enriquecidas por genes envolvidos no desenvolvimento, respostas a estímulos, sinalização e processos regulatórios gênicos na rede atualmente perfilada. Fornecemos várias linhas de evidência de que a ligação de TFs em regiões HOT de plantas é funcional, em contraste com a dos animais, e não é meramente o resultado de cromatina acessível. Regiões HOT abrigam motivos específicos de DNA, são enriquecidas por genes diferencialmente expressos e são frequentemente conservadas entre crucíferas e dicotiledôneas, embora não estejam sob níveis mais altos de seleção purificante do que regiões não-HOT. Regiões de ligação distal também estão sob seleção purificante e são enriquecidas por um estado de cromatina que mostra regulação pelo complexo represor Polycomb. A complexidade da expressão gênica está positivamente correlacionada com o número total de TFs ligados, revelando insights no código regulatório para genes com diferentes amplitudes de expressão. A integração de informações sobre motivos de DNA não canônicos e canônicos gera novas hipóteses sobre a co-ligação e ancoragem entre TFs específicos envolvidos na floração e na regulação da luz.