Padrões de duplicação no genoma de Rhipicephalus microplus
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41131/tde-22012026-194730/ |
Resumo: | A variação no tamanho do genoma pode atingir até 66.000 vezes entre eucariotos, levantando questões sobre suas origens e consequências. Diversos mecanismos moldam o tamanho e a organização dos genomas, sendo a duplicação total do genoma (WGD, do inglês whole genome duplication) uma das mudanças mais dramáticas. Esse evento tem sido apontado como um motor da grande diversificação em linhagens ricas em espécies, como angiospermas e teleósteos, além de estar associado a adaptações ecológicas e fisiológicas. Recentemente, estudos revelaram a ocorrência de WGD ao menos duas vezes em quelicerados: nos caranguejos-ferradura e antes da divergência entre aranhas e escorpiões. Contudo, não há registros de tal evento em carrapatos, outra linhagem relacionada. Carrapatos são parasitas hematófagos obrigatórios que se adaptam rapidamente a acaricidas, e seus genomas grandes e ricos em repetições os tornam modelos valiosos para investigar como duplicações gênicas e genômicas moldam a evolução e a adaptação. Por meio de diferentes abordagens analíticas, testamos a ocorrência de WGD em carrapatos e o papel potencial das duplicações gênicas e genômicas na evolução da resistência a acaricidas no carrapato bovino Rhipicephalus microplus. Identificamos grandes blocos sintênicos no genoma de R. microplus, consistentes com ao menos duplicações segmentares nessa espécie. Além disso, carrapatos, R. microplus em particular, apresentaram um número excepcionalmente alto de genes duplicados em comparação com genomas sem histórico de duplicações em larga escala. Entre esses estão genes relacionados a famílias de proteínas envolvidas em mecanismos de desintoxicação, como glutationa-S-transferases, citocromos P450 e esterase. Embora esses genes não tenham sido diferencialmente expressos em linhagens resistentes a acaricidas de R. microplus, apresentaram expressão constitutiva. Em conjunto, nossos resultados sugerem que a duplicação gênica em R. microplus contribui para sua rápida adaptação a mudanças ambientais. |
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Padrões de duplicação no genoma de Rhipicephalus microplusPatterns of duplication in the genome of Rhipicephalus microplusAcaricide resistanceDuplicação do genomaGenome duplicationResistência à acaricidaRhipicephalus microplusRhipicephalus microplusA variação no tamanho do genoma pode atingir até 66.000 vezes entre eucariotos, levantando questões sobre suas origens e consequências. Diversos mecanismos moldam o tamanho e a organização dos genomas, sendo a duplicação total do genoma (WGD, do inglês whole genome duplication) uma das mudanças mais dramáticas. Esse evento tem sido apontado como um motor da grande diversificação em linhagens ricas em espécies, como angiospermas e teleósteos, além de estar associado a adaptações ecológicas e fisiológicas. Recentemente, estudos revelaram a ocorrência de WGD ao menos duas vezes em quelicerados: nos caranguejos-ferradura e antes da divergência entre aranhas e escorpiões. Contudo, não há registros de tal evento em carrapatos, outra linhagem relacionada. Carrapatos são parasitas hematófagos obrigatórios que se adaptam rapidamente a acaricidas, e seus genomas grandes e ricos em repetições os tornam modelos valiosos para investigar como duplicações gênicas e genômicas moldam a evolução e a adaptação. Por meio de diferentes abordagens analíticas, testamos a ocorrência de WGD em carrapatos e o papel potencial das duplicações gênicas e genômicas na evolução da resistência a acaricidas no carrapato bovino Rhipicephalus microplus. Identificamos grandes blocos sintênicos no genoma de R. microplus, consistentes com ao menos duplicações segmentares nessa espécie. Além disso, carrapatos, R. microplus em particular, apresentaram um número excepcionalmente alto de genes duplicados em comparação com genomas sem histórico de duplicações em larga escala. Entre esses estão genes relacionados a famílias de proteínas envolvidas em mecanismos de desintoxicação, como glutationa-S-transferases, citocromos P450 e esterase. Embora esses genes não tenham sido diferencialmente expressos em linhagens resistentes a acaricidas de R. microplus, apresentaram expressão constitutiva. Em conjunto, nossos resultados sugerem que a duplicação gênica em R. microplus contribui para sua rápida adaptação a mudanças ambientais.Variation in genome size spans up to 66,000-fold difference in eukaryotes, raising questions about its origins and consequences. Several mechanisms shape genome size and organization, with whole genome duplication (WGD) representing one of the most dramatic genomic changes. This event has been proposed as a driver of extensive diversification in species-rich lineages and has been linked to ecological and physiological adaptations. Recently, studies have revealed the occurrence of at least two events of WGD in chelicerates: in horseshoe crabs and before the divergence of spiders and scorpions. However, no events have been documented in ticks, a related lineage. Ticks are obligate hematophagous parasites that rapidly adapt to acaricides, and their large, repeat-rich genomes make them valuable models for investigating how gene and genome duplications influence evolution and adaptation. Using multiple analytical approaches, we tested the occurrence of WGD in ticks and the potential role of gene and genome duplication in the evolution of acaricide resistance in the cattle tick Rhipicephalus microplus. We identified large syntenic blocks in the R. microplus genome, consistent with at least segmental duplications. Moreover, ticks, and R. microplus in particular, exhibited an unusually high number of duplicated genes compared with genomes without evidence of WGD. Among these are genes belonging to protein families implicated in detoxifying mechanisms, including glutathione-S-transferases, cytochrome P450s and esterases. Although these genes were not differentially expressed in acaricide-resistant strains of R. microplus, they were constitutively expressed. Taken together, our results suggest that gene duplication in R. microplus contributes to its quick adaptation to rapid environmental changes.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPTorres, Tatiana TeixeiraHonda, Maiumy Maria Galvão2025-11-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41131/tde-22012026-194730/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-01-23T15:28:02Zoai:teses.usp.br:tde-22012026-194730Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-01-23T15:28:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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