Os ritmos circadianos regulam uma ampla variedade de processos fisiológicos e metabólicos. O relógio circadiano consiste em redes complexas de sinalização nos níveis transcricional e traducional, geralmente descritas através de feedbacks de inibição regulados por fatores de transcrição. Esse sistema modula a expressão de mais de um terço dos transcritos em cana-deaçúcar. Mudanças dinâmicas na cromatina também são reguladas por ativadores e repressores circadianos, que recrutam uma ampla variedade de modificadores que regulam o epigenoma dependendo da hora do dia. Assim, acredita-se que o relógio circadiano possa conectar o metabolismo energético, remodelação da cromatina e fisiologia circadiana. Em plantas, observouse que modificações rítmicas em histonas ocorrem associadas aos genes do relógio circadiano. Portanto, criamos a hipótese de que as modificações pós-traducionais (PTMs) são rítmicas nas histonas no cultivar híbrido de cana SP80-3280. Para testar isso, avaliamos, por PCR quantitativo, os níveis transcricionais de genes relacionados à regulação da cromatina. Também realizamos um estudo proteômico das histonas de cana-de-açúcar extraídas do entrenó em 5 momentos do dia (4h, 7h, 12h, 17h e 22h após o nascer do sol). As histonas foram purificadas a partir de núcleos isolados e propioniladas. As PTMs presentes em nossa amostra foram avaliadas por cromatografia nano-líquida acoplada à espectrometria de massa em tandem (LC-MS). Realizamos uma abordagem não-direcionada para quantificar mais de 100 peptídeos das histonas H3, H2A e H2B. Encontramos evidências de ritmos no acúmulo de PTMs nos peptídeos 18- KQLATKAAR-26, 18-KQLATKAAR-26 e 27-KSAPTTGGVKKPHR-40 para H3. Também descrevemos novas modificações nas histonas H2A e H2B. Esse resultado é a primeira evidência apontando a existência de acúmulo diurno de PTMs em histonas de cana-de-açúcar. Esses resultados também apontam para a conservação na regulação da cromatina do relógio circadiano em plantas.

Circadian rhythms regulate a wide variety of physiological and metabolic processes. The circadian clock consists of complex signaling networks at transcriptional and translational level usually described as inhibitory feedback loops regulated by transcription factors. This system modulates the expression of more than one third of transcripts in sugarcane. Dynamic changes in the chromatin are also regulated by circadian activators and repressors that recruit a wide array of modifiers that mediate the epigenome according with the time of day. Thus, the circadian clock is thought to connect energetic balance, chromatin remodeling and circadian physiology. In plants, it was observed that rhythmic modifications in histones occur associated with circadian clock genes. Therefore, we hypothesized that post-translational modifications (PTMs) are rhythmic in histones in the sugarcane hybrid cultivar SP80-3280. To test that, we evaluated, by quantitative PCR, the transcriptional levels of genes related to chromatin regulation. We also carried a proteomic study of the sugarcane histones extracted from internode in 5 times of the day (4h, 7h, 12h, 17h, and 22h after sunrise). Histones were purified from isolated nuclei and propionylated. PTMs present in our sample was assessed by nano liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (LC-MS). We performed an untargeted approach to quantify more than 100 peptides from histones H3, H2A and H2B. We found evidence of rhythms in PTMs accumulation at the peptides 18-KQLATKAAR-26, 18-KQLATKAAR-26, and 27-KSAPTTGGVKKPHR-40 from H3. We also described new modifications on histones H2A and H2B. This result is the first evidence that there might be diurnal accumulation of histone PTMs in sugarcane. These results also point to the conservation in chromatin regulation of the circadian clock in sugarcane.