Population genomics of viruses and its analytical tools

• Autor(a) principal: Santos, Matheus de Morais
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
• Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/30358; http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.228
• topic: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA; Molecular evolution; Begomoviruses; Bioinformatics; Evolução molecular; Begomovírus; Bioinformática; Evolução molecular; Bioinformática; Genômica; Vírus

A genômica comparativa permite estudar populações virais com alta acurácia, por utilizar o maior número possível de marcadores moleculares. O entendimento acerca dos processos evolutivos que atuam sobre estas populações tem importância ecológica e epidemiológica, visto que apresentam altos níveis de diversidade genética. Os begomovírus (gênero Begomovirus, Família Geminiviridae) possuem genomas compostos por uma única molécula de DNA de fita simples (begomovírus monopartidos) ou duas (begomovírus bipartidos, componentes DNA-A e DNA-B), infectam plantas dicotiledôneas e evoluem tão rapidamente quanto os vírus com genomas compostos por RNA. A estrutura genética da metapopulação global dos begomovírus foi determinada em um estudo prévio baseado em sequências de DNA-A e revelou ser composta por grandes subpopulações geneticamente diferentes e coesas em decorrência da existência de barreiras geográficas, pela gama de hospedeiros e por barreiras genéticas à recombinação. Contudo, a estrutura da metapopulação global dos begomovírus baseada no DNA-B ainda não foi determinada. Nos bancos de dados públicos há um número de sequências suficiente para realização de tal estudo. Mas a comparação de três ou mais sequências biológicas requer a construção de alinhamentos múltiplos de sequências (AMSs). Todos os programas computacionais utilizados na construção de AMSs utilizam estratégias heurísticas e, por isso, apresentam diferenças em seus níveis de acurácia. A acurácia é um parâmetro crítico para a escolha de um programa de AMSs. Também, notavelmente, há uma certa escassez de estudos que avaliem o nível de acurácia destes programas quando os conjuntos de dados são compostos por genomas virais. Assim, este trabalho teve como objetivos: (i) determinar a estrutura genética da metapopulação global dos begomovírus baseada em sequências do DNA-B, comparando os padrões de recombinação entre suas subpopulações; e (ii) avaliar o nível de acurácia dos principais programas para construção de AMSs sobre genomas virais e suas implicações práticas em estudos de genômica. Para cumprir o primeiro objetivo, sequências completas de DNA-B foram obtidas do GenBank, subdivididas em oito subpopulações por meio da análise discriminante de componentes principais e analisadas por sete métodos de detecção de recombinação. As subpopulações inferidas foram geneticamente diferentes e apresentaram dois padrões de recombinação distintos. O segundo objetivo foi cumprido pela avaliação do nível de acurácia de 13 programas/ajustes para construção de AMSs sobre seis conjuntos de dados compostos pelos genomas completos de espécies pertencentes a cinco gêneros de vírus e um gênero de um agente subviral. Os programas apresentaram níveis de acurácia diferentes dependendo do conjunto de dados. Notavelmente, AMSs gerados pelos programas mais acurados (determinados neste estudo) e aqueles gerados por programas amplamente utilizados em estudos genômicos na área da Virologia renderam árvores filogenéticas incongruentes, sugerindo que as histórias evolutivas frequentemente apresentadas na literatura podem não ser as mais verossímeis.