Caraterização da família de proteínas RHS ("retrotransposon hot spot") em Trypanosoma cruzi

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Pereira, Werica Bernardo [UNIFESP]
• Orientador(a): Silveira Filho, José Franco da [UNIFESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
• Palavras-chave em Português: Trypanosoma cruzi; Retroelementos
• Palavras-chave em Inglês: Retrotransposon hot spot; Trypanosoma cruzi; Retroelements
• Link de acesso: https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=5095849; http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/50684

As proteínas RHS ("Retrotransposon Hot Spot") são codificadas por uma família multigênica encontrada somente nas espécies do gênero Trypanosoma. RHS refere-se a um sítio para inserção de retrotransposons no gene RHS gerando um pseudogene composto por um ou mais retroelementos flanqueados por duas partes separadas de RHS. Existem 752 genes RHS no genoma de T. cruzi dos quais 557 são pseudogenes, sugerindo um papel para RHS na arquitetura genômica de tripanosomas. No entanto, apesar de sua relevância biológica, a função da RHS permanece em grande parte desconhecida. O objetivo do presente trabalho é estudar a organização e expressão dos genes RHS em T. cruzi, objetivando entender a evolução e função desta família genica. Para atingir esse objetivo, escolhemos o genoma do clone CL Brener que apresenta boa cobertura de sequenciamento e sequências organizadas em cromossomos. Inicialmente revisitamos os bancos de dados genômicos de tripanosomas buscando por sequências RHS e,desta maneira, confirmamos a presença de RHS no clado T. cruzi, incluindo nas espécies T.rangeli; T. dionisii e T. conorhini. Genes RHS também foram identificados pela primeira vez em tripanosomas da classe Amphibia. Para caracterizar a estrutura e organização da família multigene RHS, 139 genes transcritos que contém o domínio RHS foram identificados no clone CL Brener. Eles foram classificados por análise filogenética em 10 grupos, e os cromossomos dos quais eles são derivados foram mapeados. Cerca de 30% das sequências selecionadas para análise filogenética estão localizadas nos subtelômeros, uma região muito suscetível à recombinação, incluindo a recombinação homóloga ectópica. Sugerimos também que o gene RHS possa ser transcrito em loci teloméricos como ocorre nas unidades de transcrição especializadas em expressão de VSG em T. brucei. Sessenta e cinco sequências RHS com baixos valores de "bootstraps" foram incluídas nos grupos não classificados e cerca de 60% delas foram geradas por recombinação que resultou em uma estrutura genica em mosaico formada por fragmentos de diferentes RHS inseridos na sequência alvo. Em quase grupos de RHS, encontramos dois ou mais genes organizados em tandem, localizados em apenas um haplótipo (tipo Esmeraldo ou não Esmeraldo) ou em ambos os haplótipos. Os membros do tandem codificam proteínas RHS que compartilham alta identidade de aminoácidos, no entanto, existem variações substanciais entre sequências presentes em outros tandem no genoma. Esses arranjos poderiam ser explicados pela duplicação genética por “crossing over” desigual ou por duplicação seguido de conversão entre genes não alelos ("interlocus gene conversion”). Também identificamos possíveis casos de recombinação homóloga ectópica entre genes RHS localizados em regiões subteloméricas. Vários fatores contribuem para gerar afinidades filogenéticas inconsistentes e,portanto, dificultando a identificação de um gene ancestral de RHS em T.cruzi. Entre estes fatores estão a expansão dessa família multigênica por duplicação genica, recombinação entre sequências RHS e o grande número de pseudogenes gerados pela inserção de retrotransposons. Os retrotransposons também podem ter mediado a transposição do gene RHS para outro local genômico. Neste caso, o retrotransposon levaria consigo uma parte do gene RHS que pode ser inserida em um sítio no qual outro gene RHS está localizado, uma situação bastante comum em T. brucei. A natureza em mosaico da família multigênica RHS pode refletir a plasticidade e capacidade de rearranjos do genoma de T. cruzi. Já a evolução dos genes RHS poder ser explicada pelo modelo de "nascimento e morte", no qual uma parte dos genes duplicados permanece intacta e ativa no genoma, enquanto outros são inativados ao longo do tempo. Em T. cruzi e T. brucei, o repertório de pseudogenes é de grande importância na geração de variantes de famílias multigênicas envolvidas na virulência parasita. Ensaio de imunofluorescência indireta em epimastigotas do clone CL Brener demonstrou que as proteínas RHS estão distribuídas uniformemente na região nuclear, confirmado pela colocalização com DAPI. É interessante notar que em T. brucei as proteínas RHS também estão localizadas na região nuclear. A localização nuclear de RHS em T. cruzi sugere que ela possa estar envolvida no controle da estrutura da cromatina e da expressão genética como proposto para T. brucei.