Carga genética por efeito carona sob diferentes regimes seletivos no genoma humano

• Autor(a) principal: Oliveira Junior, Luiz Carlos Machado de
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41131/tde-13122018-145345/
• topic: Bootstrap; Carga genética; Deleterious SNPs; Efeito Carona; Genetic load; Hitchhiking effect; Reamostragem; SNPs deletérios

É o processo de mutação que, em última instância, introduz diversidade nas populações. Quando a mutação é pontual e segrega na população, recebe o nome de polimorfismo de nucleotídeo único (ou SNP, de Single Nucleotide Polymorphism). Caso esse SNP seja vantajoso, ele aumenta de frequência na população e estabelece um forte desequilíbrio de ligação com seus SNPs vizinhos, consequência do processo chamado de efeito de carona genética. Esse efeito pode ter duas consequências na proximidade dos sítios selecionados: (1) pode levar ao aumento de frequência de mutações neutras ligadas a mutação vantajosa ou (2) pode reduzir o tamanho efetivo da população Ne nessas regiões, e, consequentemente aumentar a importância da deriva genética na variação genética dessas regiões. Como consequência, é comum que a região próxima a sítios vantajosos apresente acúmulo de mutações neutras com frequências acima do esperado sob neutralidade. No entanto, a maior parte de novas mutações são deletérias e seria esperado que fossem removidas da população por seleção purificadora. Entretanto, como os padrões de variabilidade observados no genoma resultam de processos seletivos atuando em conjunto com a deriva genética, não é incomum SNPs fracamente deletérios atingirem frequências elevadas nos diferentes contextos de história demográfica e seletiva das populações. O acúmulo desses SNPs fracamente deletérios no genoma reduz progressivamente a aptidão média da população, o que representa um aumento de sua carga genética. Neste estudo investigamos se na vizinhança de sítios vantajosos selecionados há um acúmulo de SNPs deletérios, contribuindo para a carga genética da população. Para responder essa questão, dividimos nosso estudo em três passos. Primeiro, desenvolvemos uma nova metodologia para estimar a diferença na carga genética entre região vizinha a sítios selecionados e o resto do genoma. Nossa metodologia é mais robusta do que a tradicionalmente utilizada pois garante que a região influenciada pela seleção natural e o controle apresentem o mesmo número de SNPs, e possibilita controlar para variáveis confundidoras, como a frequência dos polimorfismos, permitindo explorar regiões alvo com diferentes características e reduzir resultados espúrios. Em seguida, utilizamos nossa metodologia para testar se a carga genética na região vizinha a sítios sob seleção positiva é maior do que no restante do genoma. Identificamos um acúmulo de SNPs deletérios em europeus e leste asiáticos para amostras do projeto 1000 genomas.Mostramos também que as mesmas regiões exploradas em populações sob efeito de seleção positiva não apresentaram carga genética aumentada em populações nas quais essas regiões não experimentaram seleção positiva. Por último, utilizamos essa mesma metodologia para avaliar a carga genética em genes sob seleção balanceadora, os genes clássicos do HLA de classe I. Esses genes compõe uma das famílias gênicas mais estudadas em humanos e para os quais existem evidências indicando os sítios específicos que estão sob seleção balanceadora. Nosso teste mostrou que as regiões vizinhas aos sítios sob seleção balanceadora dentro dos genes do HLA apresentam acúmulo de SNPs deletérios para pelo menos dois agrupamentos populacionais. Assim, com os três passos aqui descritos, conseguimos apontar o aumento da carga genética em regiões próximas a sítios sob dois regimes de seleção distintos, utilizando uma metodologia capaz de considerar características específicas das regiões estudadas