RNAs circulares em morango (Fragaria × ananassa Duch): desenvolvimento de uma plataforma bioinformática integrada
Resumo
Os RNAs circulares (circRNAs) são uma classe emergente de RNAs não codificantes com funções regulatórias críticas na expressão gênica, adaptação ao estresse e processos de desenvolvimento. Embora os circRNAs tenham sido amplamente estudados em organismos animais, suas funções em plantas permanecem pouco exploradas, especialmente em Fragaria × ananassa (morango), uma fruta de alto valor econômico e nutricional. Neste estudo, utilizamos conjuntos de dados de RNA-Seq provenientes de múltiplos projetos do NCBI BioProject para identificar, anotar e analisar circRNAs em morango de forma sistemática. Empregamos o CIRI2 como ferramenta principal para a detecção desses RNAs devido à sua robustez na identificação de eventos de back-splicing. Ao integrar dados de dez projetos independentes de sequenciamento, construímos um catálogo de alta confiança de circRNAs, permitindo a identificação de candidatos conservados e biologicamente relevantes. A anotação funcional revelou o envolvimento desses RNAs em vias metabólicas essenciais, incluindo sinalização hormonal, resposta ao estresse oxidativo e amadurecimento dos frutos, destacando sua importância na fisiologia do morango. Para apoiar a descoberta em larga escala de circRNAs e a realização de análises funcionais subsequentes, também desenvolvemos a CircToolBox, uma plataforma baseada em API projetada para automação, padronização e escalabilidade de fluxos de trabalho bioinformáticos. A CircToolBox possui uma arquitetura modular capaz de gerenciar a identificação, anotação funcional e organização de dados sobre circRNAs em múltiplos conjuntos de dados. Construída utilizando FastAPI, a ferramenta garante alto desempenho e integração com pipelines bioinformáticos modernos, oferecendo uma solução escalável e adaptável para estudos de circRNAs. A plataforma suporta modelos de execução assíncrona (API-driven) e síncrona (compatível com Celery), otimizando a eficiência de tarefas computacionais em grande escala. Entre seus principais recursos, destacam-se o gerenciamento automatizado de recursos, orquestração de pipelines, persistência de dados e interações baseadas em API para possibilitar integração fluida com ferramentas externas e ambientes em nuvem. Nossos achados confirmam os papéis regulatórios dos circRNAs no desenvolvimento e na resposta ao estresse em morangos, proporcionando novos insights sobre seus mecanismos de atuação. Além disso, a CircToolBox representa um avanço significativo na infraestrutura bioinformática, facilitando a reprodutibilidade, escalabilidade e acessibilidade da pesquisa sobre circRNAs. A integração entre descoberta baseada em dados e automação computacional oferece um modelo que pode ser ampliado para outras espécies vegetais, abrindo caminho para futuras aplicações em genômica funcional, melhoramento genético e estratégias de biotecnologia agrícola. Este estudo não apenas amplia o conhecimento atual sobre a biologia dos circRNAs em plantas, mas também disponibiliza uma ferramenta robusta e de código aberto para a comunidade bioinformática, permitindo a exploração sistemática de circRNAs em diversos conjuntos de dados transcriptômicos.