Caracterização genômica e funcional dos elementos de transposição presentes em culicídeos vetores de patógenos

Abstract

Elementos de transposição (TEs) são sequências repetitivas inseridas nos genomas de quase todos os organismos e que conseguem sintetizar proteínas que auxiliam sua mobilidade pelo genoma do hospedeiro. Em diversos casos essa movimentação pode trazer consequências negativas para o indivíduo ou espécie, variando desde modificação da expressão de um gene até a perda funcional de uma ORF. Entretanto, em alguns casos a transposição traz vantagem à espécie. Por exemplo, em mosquitos, alguns TEs são responsáveis por variações genéticas que conferem resistência a inseticidas. Apesar da sua importância, devido ao fato de muitos mosquitos estarem implicadas na transmissão de patógenos, muitos deles só tiveram seu genoma conhecido na última década. Entretanto, o conjunto de TEs dessas espécies ainda é pouco explorado, e quase nada se sabe sobre o modo de herança e impactos dos TEs nesses genomas. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi caracterizar os TEs em mosquitos desde o genoma até o proteoma, avaliando seu modo de herança e o potencial impacto no hospedeiro. Para isso foram analisados genomas de 24 espécies de mosquitos, juntamente a 1035 corridas de RNA-Seq de 12 espécies, além de 704 corridas de espectrometria de massas de três espécies. As análises foram realizadas por métodos computacionais a partir de dados públicos de experimentos depositados em bases de dados. Os resultados mostraram que os TEs foram amplamente trocados por transferência horizontal (HTT) (172 famílias de TEs) entre os mosquitos nos últimos 30 milhões de anos. Pesquisando em mais de 32.000 genomas, também descobrimos HTTs entre mosquitos e dois diferentes filos, Cnidaria e Nematoda, e dois subfilos, Chelicerata e Crustacea, identificando o verme Wuchereria bancrofti como provável vetor da propagação horizontal de um elemento Tc1-Mariner entre várias espécies de Anopheles. A avaliação do transcriptoma dos mosquitos mostrou que muitas das famílias de TEs são expressas. No entanto, apenas uma minoria dos transcritos tem potencial para codificar proteínas completas de TEs, a maioria deles parece formar RNAs longos não codificantes (lncRNAs). De fato, mais de um terço dos lncRNAs de Ae. albopictus e Cx. quinquefasciatus tem alguma relação com TEs, incluindo cinco lncRNAs capazes de influenciar genes relacionados ao sistema de defesa antiviral. Além disso, outros poucos transcritos de TEs também são coexpressos com genes próximos, sugerindo potenciais efeitos de ação em cis. Os transcritos de TEs também apresentam expressão diferencial em algumas situações, sendo fortemente reprimidos nos ovários dos mosquitos. Entretanto, sob estresse, a ativação de sua expressão não segue uma regra geral como mostrada em estudos anteriores, sendo dependente do tipo, intensidade e intervalo pós-estresse analisado. Por fim, poucos TEs são expressos ao nível de proteína e sua expressão é altamente tecido específica. Os resultados da pesquisa mostram que os TEs não são estruturas transcricionalmente estáticas nos mosquitos, evadindose dos mecanismos de silenciamento, e que as generalizações de seu comportamento, baseadas em estudos de poucas espécies modelo, são inadequadas.