Ritmos diários em corais sob uma abordagem integrativa

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Seiblitz, Isabela Galvão de Lossio e
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Circadian clock genes; Embriogênese; Embryogenesis; Expressão gênica; Gene expression; Genes do relógio circadiano; Microbioma; Microbiome; Scleractinia
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41133/tde-24022026-175246/

A alternância entre dia e noite é percebida por diferentes organismos e está relacionada a diversos processos fisiológicos e comportamentais, que seguem um ritmo diário. Corais (ordem Scleractinia) pertencem ao filo Cnidaria, juntamente com as anêmonas (ordem Actiniaria). Nesses organismos, diversos padrões comportamentais e fisiológicos seguem ritmos diários, como a calcificação em corais e a abertura e fechamento dos tentáculos. Além disso, foram identificadas características seguindo um período de 12 horas (i.e. ritmo tidal) nesse grupo. Esses cnidários, assim como outros organismos, apresentam um microbioma associado, que está relacionado tanto a doenças quanto ao fornecimento de nutrientes. Alguns corais e anêmonas estabelecem também relações simbióticas com dinoflagelados da família Symbiodiniaceae (popularmente conhecidas como zooxantelas). Uma vez que corais estão sujeitos a diversas ameaças, como a poluição luminosa, compreender os mecanismos que regem as diferentes funções nos corais e nos organismos associados a ele (e.g. seu microbioma e suas zooxantelas) contribuirá para guiar de modo mais acurado iniciativas de conservação dos ecossistemas coralíneos. Quanto ao microbioma dos corais, os estudos presentes identificaram pouca variação diária, estando restrita a algumas linhagens bacterianas. Contudo, até o momento, esse tema não havia sido investigado no microbioma endossimbionte de corais do Atlântico sudoeste, em especial em corais azooxantelados, que correspondem a metade da ordem Scleractinia. Com relação à variação diária em expressão gênica, o horário das diferentes funções metabólicas é, de modo geral, similar, mas há diferenças entre espécies congêneres. Ademais, há indicativos de que o simbionte fotossintetizante influencia na variação diária da expressão gênica do coral, mas espécies azooxanteladas ainda não haviam sido investigadas. Portanto, o presente estudo tem como objetivo investigar mudanças diárias em corais escleractíneos analisando a variação diária de seu microbioma e de sua expressão gênica em espécies de coral zooxanteladas e azooxanteladas (i.e. com e sem associação a Symbiodiniaceae, respectivamente). Além disso, para compreender quando os genes do relógio circadiano dos corais começam a apresentar ritmicidade durante seu ciclo de vida, o desenvolvimento embrionário de uma espécie endêmica de coral do Atlântico Sudoeste foi descrito. Para analisar ritmos diários nos corais adultos, duas espécies zooxanteladas (Madracis decactis e Mussismilia hispida) e duas azooxanteladas (Tubastraea tagusensis e T. coccinea) foram amostradas por três dias, a cada 4 horas, em ambiente natural. Quanto ao microbioma (Capítulo 1), observamos variação entre dia e noite apenas em algumas linhagens de bactéria, como esperado com base em estudos anteriores. Com relação ao desenvolvimento embrionário de M. hispida (Capítulo 2), os embriões dessa espécie apresentam blastocele, indicando que seguem o padrão da subordem Vacatina, condizente com seu posicionamento filogenético dentro de Scleractinia. Além disso, o embrião adquire capacidade natatória relativamente cedo em comparação com outras espécies da ordem e suas larvas apresentam um maior tempo de sobrevivência e capacidade de assentamento do que anteriormente pensado. Foram produzidos três transcritomas de referência, para Mu. hispida, Ma. decactis e T. tagusensis (descritos no Capítulo 3), a serem utilizados na análise de expressão gênica do coral hospedeiro. Apenas as espécies Mu. hispida e T. tagusensis foram incluídas na análise de expressão gênica (Capítulo 4). Em T. tagusensis, foram identificados transcritos com ritmicidade tanto diária quanto tidal. Essa espécie apresentou processos relacionados à transcrição gênica e à regeneração de tecidos, cicatrização e sistema imune durante o dia e sua expressão gênica parece estar mais dividida entre diferentes vias à noite, já que não foram encontrados processos enriquecidos nesse horário. Já Mu. hispida apresenta processos relacionados ao ciclo circadiano, ao metabolismo de aminoácidos e à resposta à presença de oxigênio durante o dia, enquanto à noite foram enriquecidos processos relacionados à degradação de proteínas e à formação de estruturas do sistema nervoso. Essa espécie não apresentou transcritos com ritmicidade de 12 horas. Esse resultado, em conjunto com a ausência de processos enriquecidos à noite em T. tagusensis, indica que a variação entre dia e noite é mais evidente em Mu. hispida do que em T. tagusensis, suportando que o simbionte fotossintetizante influencia os ritmos diários do coral.