Adaptação e coadaptação de genes relacionados com pigmentação de pele e vitamina D em populações nativas americanas

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Missaggia, Bruna Oliveira
• Orientador(a): Bortolini, Maria Cátira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Vitamina D; Pigmentação da pele; Ameríndios; Radiação ultravioleta; Interação gene-ambiente
• Palavras-chave em Inglês: Vitamin D; Skin pigmentation; Native American; Adaptation; Co-adaptation; Gene interaction; Ultraviolet radiation
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/198840

A adaptação humana à radiação ocorre, basicamente, pela seleção em genes relacionados à vitamina D e à pigmentação de pele. O objetivo desse trabalho é avaliar se há sinal de que um conjunto pré-selecionado de genes e variantes comuns nessas duas vias estão coevoluindo em populações nativas americanos que habitam diferentes regiões e que têm distintos hábitos de subsistência e dieta. Então podemos sugerir que, se as populações autóctones americanas estiverem adaptadas a seus respectivos contextos geográficos/ecológicos/culturais, é possível que apresentem distribuição alélica diferencial nesses loci. Para testar a hipótese acima, utilizamos dados de varredura genômica, pré-selecionando SNPs de 16 genes (8 relacionados a vitamina D e 8 a pigmentação) em 333 indivíduos de 33 populações nativas. Com objetivo de testar coadaptação, aplicamos um método de redes que mede interação por meio de um cálculo de desequilíbrio de ligação. Comparamos as frequências alélicas, bem como a frequência de indivíduos com as interações alélicas, entre as categorias populacionais relacionadas à incidência de radiação (altas altitudes vs baixas altitudes e altas latitudes vs baixas latitudes) e a potencial variação da disponibilidade de vitamina D na dieta (agriculturalistas vs caçadores-coletores). Aplicando o teste exato de Fisher com correção FDR, encontramos diferenças estatisticamente significativas em diversos SNPs, bem como em combinações alélicas que sugerem interação. Alguns achados merecem destaque. Por exemplo, entre as categorias altas latitudes e baixas latitudes, detectamos uma variante no gene CYP2R1 (alelo A do rs2060793), que confere mais eficiência à enzima codificada por ele, mais frequente em indivíduos de altas latitudes (e baixa incidência de UV). A maior frequência desse alelo pode ter sido favorecida pela seleção natural devido a necessidade aumentada da eficiência no metabolismo da vitamina D nesse ambiente com menos disponibilidade da vitamina. Em relação à comparação entre as categorias altas e baixas altitudes foi encontrada em maior frequência a ligação entre alelos potencialmente 9 funcionais dos genes CYP24A1 e VDR (alelo C do rs2248359 e alelo G do rs11574143, respectivamente) nas terras altas, o que pode ter sido resultado do relaxamento da pressão de seleção para eficiência no metabolismo desse hormônio em ambientes com alta incidência de radiação UV em populações com a pele relativamente clara. No que diz respeito às diferenças nas práticas de subsistência e hábitos de dieta, um alelo (A do rs4516035) relacionado a maior atividade do VDR pode ter sido selecionado em agriculturalistas para compensar a menor disponibilidade dessa vitamina na alimentação deles. Além disso, identificamos alelos (rs3740164/C e rs750358/T) de diferentes genes (CUBN e OCA2, respectivamente) pertencentes a vias distintas (metabolismo da vitamina D e rota da pigmentação) que podem estar sendo segregados juntos em populações nativas que praticam agricultura por favorecerem adaptativamente os indivíduos nesse contexto em particular.