Análise filogenética dos genes do Locus rfb do gênero Leptospira dos sorogrupos Sejroe, Mini e Hebdomadis

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Setúbal, Ruth Flávia Barros
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Brasil
UFRN
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOINFORMÁTICA
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/58153
Resumo: Leptospirosis is a zoonosis of great impact on public health since it is considered a notifiable disease occurring mainly in tropical regions with poor sanitation and vulnerable socioeconomic conditions. It is caused by bacteria of the genus Leptospira and phylum Spirochaetes and contamination occurs through direct or indirect contact with the contaminating agent. In addition to taxonomic classification, which is performed through sequencing and the analysis of some marker genes, such as 16S rRNA and secY, they are usually classified based on their antigenic characteristics into serogroups and serovars. This kind of classification is largely applied in epidemiological studies and vaccine development. Despite its importance, few studies have been conducted to understand the evolutionary dynamics of the emergence or change of serology in this genus. In view of this, we applied phylogenetic methods in order to understand the evolutionary processes involving the serology of the genus. To this end, sequences of genes comprising the rfb locus from samples of serogroups Sejroe, Mini, and Hebdomadis (34 samples) were extracted and submitted to the phylogenetic pipeline, resulting in the inference of 75 maximum likelihood trees. Analyzing the trees, we could verify that those genes from the rfb locus found in most Leptospira species showed a topology similar to that of the species tree. On the other hand, those genes that are found in the variable region of the locus showed trees with topologies that suggest the occurrence of lateral transfer between L. borgpetersenii and L. kirschneri; and L. interrogans and L. weilli. In this analysis, no evidence was found for the lateral gene transfer between samples of the Hardjo serovar of L. interrogans and L. borgpetersenii, suggesting that their genes were already present in their common ancestor and that they passed through vertical inheritance. Thus, it is also suggested that the occurrence of horizontal transfer of genes from the rfb locus between distinct species is less frequent than expected.
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Despite its importance, few studies have been conducted to understand the evolutionary dynamics of the emergence or change of serology in this genus. In view of this, we applied phylogenetic methods in order to understand the evolutionary processes involving the serology of the genus. To this end, sequences of genes comprising the rfb locus from samples of serogroups Sejroe, Mini, and Hebdomadis (34 samples) were extracted and submitted to the phylogenetic pipeline, resulting in the inference of 75 maximum likelihood trees. Analyzing the trees, we could verify that those genes from the rfb locus found in most Leptospira species showed a topology similar to that of the species tree. On the other hand, those genes that are found in the variable region of the locus showed trees with topologies that suggest the occurrence of lateral transfer between L. borgpetersenii and L. kirschneri; and L. interrogans and L. weilli. In this analysis, no evidence was found for the lateral gene transfer between samples of the Hardjo serovar of L. interrogans and L. borgpetersenii, suggesting that their genes were already present in their common ancestor and that they passed through vertical inheritance. Thus, it is also suggested that the occurrence of horizontal transfer of genes from the rfb locus between distinct species is less frequent than expected.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESA leptospirose é uma zoonose de grande impacto na saúde pública, pois é considerada uma doença de notificação compulsória ocorrendo principalmente em regiões tropicais com saneamento básico precário e condição socioeconômica vulnerável. Ela é causada por bactérias do gênero Leptospira e filo Spirochaetes e a contaminação se dá através do contato direto ou indireto com o agente contaminante. Além da classificação taxonômica, que é realizada através do sequenciamento e a análise de alguns genes marcadores, como o 16S rRNA e o secY, elas são habitualmente classificadas com base nas suas características antigênicas em sorogrupos e sorovares. Este tipo de classificação é intensamente aplicado nos estudos epidemiológicos e de desenvolvimento de vacinas. Apesar da sua importância, poucos estudos foram realizados para entender a dinâmica evolutiva do surgimento ou a mudança de sorologia neste gênero. Diante disso, aplicamos neste estudo métodos de filogenia molecular no intuito de entender os processos evolutivos que envolvem a sorologia do gênero. Para isso, sequências de genes que fazem parte do locus rfb de amostras dos sorogrupos Sejroe, Mini e Hebdomadis (34 amostras) foram extraídas e submetidas ao pipeline filogenético, resultando na inferência de 75 árvores de máxima verossimilhança. Analisando as árvores, pode-se verificar que aqueles genes do locus rfb encontrados na maioria das espécies de Leptospira apresentaram uma topologia semelhante ao da árvore de espécies. Já aqueles genes que se encontram na região variável do locus apresentaram árvores com topologias que sugerem a ocorrência de transferência lateral entre as espécies L. borgpetersenii e L. kirschneri e L. interrogans e L. weilli. Nesta análise, não foram encontrados evidências sobre a ocorrência da transferência lateral entre amostras do sorovar Hardjo das espécies L. interrogans e L. borgpetersenii, sugerindo que seus genes já estavam presentes no ancestral comum e que eles passaram por herança vertical. Desta forma, sugere-se também que a ocorrência de transferência horizontal dos genes do locus rfb entre espécies distintas seja menos frequente do que se espera.Universidade Federal do Rio Grande do NorteBrasilUFRNPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOINFORMÁTICASouza, Jorge Estefano de Santanahttp://lattes.cnpq.br/7173797748516446https://orcid.org/0000-0003-2347-042Xhttp://lattes.cnpq.br/8058577659019910Sakamoto, Tetsuhttps://orcid.org/0000-0003-3023-0117http://lattes.cnpq.br/1342530085695810Cosate, Maria Raquel VenturimSetúbal, Ruth Flávia Barros2024-04-12T23:54:26Z2024-04-12T23:54:26Z2023-09-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSETÚBAL, Ruth Flávia Barros. Análise filogenética dos genes do Locus rfb do gênero Leptospira dos sorogrupos Sejroe, Mini e Hebdomadis. Orientador: Dr. Jorge Estefano de Santana Souza. 2023. 52f. Dissertação (Mestrado em Bioinformática) - Instituto Metrópole Digital, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/58153info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2024-04-12T23:55:02Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/58153Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2024-04-12T23:55:02Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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description Leptospirosis is a zoonosis of great impact on public health since it is considered a notifiable disease occurring mainly in tropical regions with poor sanitation and vulnerable socioeconomic conditions. It is caused by bacteria of the genus Leptospira and phylum Spirochaetes and contamination occurs through direct or indirect contact with the contaminating agent. In addition to taxonomic classification, which is performed through sequencing and the analysis of some marker genes, such as 16S rRNA and secY, they are usually classified based on their antigenic characteristics into serogroups and serovars. This kind of classification is largely applied in epidemiological studies and vaccine development. Despite its importance, few studies have been conducted to understand the evolutionary dynamics of the emergence or change of serology in this genus. In view of this, we applied phylogenetic methods in order to understand the evolutionary processes involving the serology of the genus. To this end, sequences of genes comprising the rfb locus from samples of serogroups Sejroe, Mini, and Hebdomadis (34 samples) were extracted and submitted to the phylogenetic pipeline, resulting in the inference of 75 maximum likelihood trees. Analyzing the trees, we could verify that those genes from the rfb locus found in most Leptospira species showed a topology similar to that of the species tree. On the other hand, those genes that are found in the variable region of the locus showed trees with topologies that suggest the occurrence of lateral transfer between L. borgpetersenii and L. kirschneri; and L. interrogans and L. weilli. In this analysis, no evidence was found for the lateral gene transfer between samples of the Hardjo serovar of L. interrogans and L. borgpetersenii, suggesting that their genes were already present in their common ancestor and that they passed through vertical inheritance. Thus, it is also suggested that the occurrence of horizontal transfer of genes from the rfb locus between distinct species is less frequent than expected.
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