A phylogenetic and evolutionary analysis of transposable elements in the wolf (Canis lupus, Canidae, Carnivora) genome

• Autor(a) principal: Gaspar, Maria Confraria
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10348/11783
• topic: Transposable Elements (TEs); Long interspersed nuclear element 1 (LINE-1)

A evolução dos genomas é impulsionada por alterações genéticas e epigenéticas que podem influenciar a organização e regulação do genoma tornando-o único para cada espécie. Alguns dos fatores que podem estar envolvidos são os Elementos Transponíveis (TEs), sequências de DNA que se podem mover dentro do genoma e dessa forma, impactar a evolução das espécies. Os Long Interspersed Nuclear Element 1 (LINE-1) são é uma subclasse de retrotransposões, sendo a única que mantém a capacidade de se transpor nos genomas. Utilizando filogenética é possível estudar a evolução dos genomas usando elementos transponíveis. O Canis lupus (Lobo-cinzento) apresenta um cariótipo constituído por 78 cromossomas, organizados em 38 pares de autossomas acrocêntricos e 2 cromossomas sexuais, um X submetacêntrico e um Y acrocêntrico. O Canis lupus é aceite como o ancestral recente do Canis lupus familiaris (cão) que também tem 78 cromossomas. Como na maioria dos eucariotas, ambos os genomas referidos contêm elementos transponíveis. Começámos por estabelecer duas linhas celulares in vitro do Canis lupus lupus, Lobo Europeu, de macho e fêmea, a partir de amostras recolhidas na Estónia. Este material biológico foi utilizado durante o trabalho para obtenção DNA genómico e preparações cromossómicas metafásicas. Os cariótipos de ambas as linhas celulares foram construídos depois dos bandeamentos-G e -C. Seguidamente, os cromossomas sexuais, X e Y foram identificados utilizando painting de cromossomas com sondas do cromossoma X do lobo e do Y do Felis catus. Seguidamente, foi realizada uma análise física e in silico dos TEs LINE-1. Para a análise física, as sequências LINE-1 foram isoladas de DNA genómico de lobo utilizando primers específicos e utilizadas como sondas em FISH (Fluorescence in Situ Hybridization) nos cromossomas de lobo (macho e fêmea). Esta análise foi efetuada também em cão, cujos cromossomas foram obtidos por cultura de linfócitos, permitindo uma análise qualitativa e semi-quantitativa, bem como a comparação entre os dois genomas filogeneticamente relacionados. Esta análise revelou uma distribuição interspersed e aparentemente mais elevada nos cromossomas do lobo. Esta análise foi aprofundada in silico utilizando sequências de Bioprojetos das duas espécies, o que permitiu mapear in silico os LINE-1 nos cromossomas de cada espécie e realizar uma análise filogenética da variabilidade intra e inter genómica destas sequências. A combinação da análise de sintenias entre cromossomas do cão e os do genoma Carnivora dereferência (Felis catus) e a análise in silico e celular dos LINE-1 evidenciou o possível envolvimento destes elementos transponíveis no percurso evolutivo dos cromossomas do cão, nomeadamente a divergência/conservação destes cromossomas, à semelhança do que acontece em muitas espécies de vertebrados. Esta análise permitiu fazer uma extrapolação para os cromossomas do lobo, dos quais as sintenias ainda não estão determinadas. Por último salientas a utilização dos elementos transponíveis como bons caracteres para estudos filogenéticos.