Explorando epistasia adaptativa em humanos e outros primatas - Missaggia, Bruna Oliveira (2024)
A presente tese investigou a relação entre genes e fenótipos adaptativos em humanos e outros primatas, por meio de dois estudos independentes, um de natureza macroevolutiva e o outro em escala microevolutiva. Ambos os trabalhos visam identificar a epistasia adaptativa, utilizando a metáfora da paisagem de aptidão para compreender os padrões observados nos "mapas genótipo-fenótipo adaptativos". O estudo microevolutivo partiu da "hipótese da vitamina D-folato", a qual propõe a radiação ultravioleta como a principal pressão seletiva para a coloração da pele humana. Segundo esta hipótese, não seria apenas por meio da variação na cor de pele que as populações se adaptam aos seus ambientes. Assim, a cor de pele diferente do esperado em nativos americanos não significa necessariamente que essas populações não estejam adaptadas aos seus ambientes. Tais diferenças poderiam ser atribuídas à complexidade da paisagem de aptidão em relação à radiação, o que envolve diferentes vias e a possível coadaptação de alelos entre elas. Ao testar a hipótese, identificamos redes de alelos em duas rotas genéticas relacionadas à adaptação ao ambiente de radiação — coloração da pele e metabolismo da vitamina D — em populações nativas americanas. As possíveis relações epistáticas que diferem entre grupos que vivem em condições ambientais diferentes podem ajudar a explicar a exceção do padrão de variação de cor nessas populações. O estudo macroevolutivo empregou técnicas de Inteligência Artificial para desenvolver o método ProteinPhenotypeInsights (ProPhIn). Este método enfoca a interpretabilidade e visa auxiliar biólogos evolutivos na compreensão das relações entre proteínas candidatas e fenótipos categóricos de interesse em espécies relacionadas. O ProPhIn tem dois objetivos principais: selecionar variações genéticas associadas ao fenótipo e interpretar os padrões gerais dessas variações em relação ao fenótipo e à relação entre as variações selecionadas e as espécies. Ao aplicar o ProPhIn aos dados de 64 espécies de primatas para genes candidatos do sistema oxitocinérgico, identificamos variações genéticas estatisticamente associadas aos fenótipos monogamia social, cuidado biparental e tamanho de ninhada. Além disso, pudemos visualizar os padrões de variação genética e formular hipóteses sobre a relação entre as espécies, as redes de atributos genéticos e os fenótipos na paisagem adaptativa.