Análise da diversidade, clusterização e estudo de mecanismos evolutivos geradores de diversidade nas grandes famílias gênicas de Trypanosoma cruzi

• Autor(a) principal: Leandro Martins de Freitas
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A7GF68
• topic: BIOINFORMÁTICA; Tripanossoma cruzi; Genomas; Bioinformática

Com a publicação dos resultados do projeto genoma de Trypanosoma cruzi, abordagens que visam contribuir para um melhor entendimento da diversidade dos genes codificadores das grandes família de proteínas de superfície do parasito podem ser aplicadas em escala genômica. Uma das famílias multigênicas de T. cruzi mais bem estudadas é a trans-sialidase/sialidase-like (TcS). Apesar de quatro grupos desta família já terem sido identificados em trabalhos anteriores e qpenas um deles albergar trans-sialidases ativas, todos os membros da família estão anotados em banco de dados com trans-sialidase. neste trabalho, usando metodologias de clusterização de sequências, os 508 membros completos da família Tcs foram divididos em oito grupos bem distintos, TcS I a VIII. Os oito grupos foram caracterizados baseado na presença de motivos típicos da família, localização cromossômica, expressão gênica e antigenicidade. Interessantemente, membros dos diferentes grupos apresentam um padrão distinto de localização cromossômica. Membros de Tcs II, que albergam proteínas envolvidas em adesão e invasão celular, são preferencialmente localizados nas regiões subteloméricas, enquanto que os membros do novo e maior grupo da família (TcS V) apresentam localização cromossômica interna. Resultados de expressão, usando RT-PCR em tempo real, mostram que os genes TcS em geral são mais expressos nas formas encontradas no hospedeiro vertebrado e existe variação de expressão entre os membros até mesmo dentro dos grupos. Novos epitopos de célula B foram identificados na família TcS em membros de grupos previamente descritos bem como em membros de novos grupos. Alguns dos peptídeos reativos foram encontrados em vários membros da família. A reatividade cruzada entre vários epitopos TcS e variabilidade de sequência da família pode contribuir na estratégia do parasito de escapar do ataque do sistema imune através da exposição simultânea de epitopos de célula B relacionados gerando respostas imunes espúrias e não neutralizantes. Em uma segunda parte deste trabalho, nós realizamos análises comparativas de diversidade das famílias gênicas que codificam proteínas de superfície de T. cruzi. Estas famílias apresentam diversidade altamente heterogênea, variando de níveis de baixa (DGF- 1 e SAP), intermediária (RHS e mucin - like) e alta (TcMUC, TcS, GP63, MASP) diversidade. Gráficos do tipo MDS (Multidimensional scaling) foram gerados para representar a diversidade de cada família e o método K-means, para definir os grupos intr-família. MASP e TcMUC apresentam um padrão similar de diversidade das regiões codificadora e 3' flaqueadora. As sequências codificadoras de ambas famílias apresentam um padrão contínuo de diversidade enquanto a região 3' flanqueadora de cada família é altamente conservada. Especulamos que eventos de recombinação entre membros de cada família possa contribuir para este padrão de diversidade, em um mecanismo similar ao previamente descrito para os genes MSP2 de Anaplasma marginale. De fato, nós identificamos fragmentos compartilhados entre membros da família MASP que pertencem a grupos K-means distintos. Nós também identificamos fragmentos compartilhados entre diferentes famílias gênicas de T. cruzi. a maioria destes fragmentos se localizam na extremidade 3' dos genes, sugerindo novamente que estas regiões possam estar envolvidas nestes possíveis mecanismos de recombinação.