Estudo da Inativação Meiótica do Cromossomo X na espermatogênese de Drosophila spp.

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Avelino, Camila Correia
• 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: Cromossomo X; Drosophila; Espermatogênese; FISH; Genes novos; Meiose; Meiosis; MSCI; New Genes; RNA Polimerase II; RNA Polymerase II; RNA-seq; Spermatogenesis; Translocações; Translocations; X Chromosome
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41131/tde-22042025-163308/

A evolução dos cromossomos sexuais levou a variações fenotípicas marcantes entre os sexos. Grande parte dessa variação pode ser atribuída a diversos mecanismos regulatórios que evoluíram devido a pressões seletivas específicas do ambiente externo ou do ambiente cromossômico. Em sistemas onde os cromossomos sexuais determinam o sexo, como o sistema XY presente tanto em mamíferos quanto em Drosophila, os machos são hemizigotos para o cromossomo X. Essa disparidade entre os sexos expõe o cromossomo X a forças seletivas únicas, resultando na evolução de diferentes conteúdos gênicos e mecanismos regulatórios em comparação com os autossomos. A Inativação Meiótica do Cromossomo Sexual (MSCI, do inglês Meiotic Sex Chromosome Inactivation) é um processo de silenciamento transcricional dos cromossomos sexuais durante a meiose na espermatogênese. Cientistas têm investigado a existência e o impacto da MSCI em D. melanogaster, e alguns aspectos relacionados à espermatogênese dessa espécie têm gerado considerável debate sobre a existência de tal mecanismo. O principal objetivo desta tese é investigar os mecanismos da Inativação Meiótica do Cromossomo X e sua regulação gênica em Drosophila melanogaster, além de explorar a evolução desse fenômeno no gênero Drosophila. O Capítulo 1 apresenta o papel de Drosophila como organismo modelo nos campos da Genética, incluindo estudos clássicos sobre cariótipos, evolução e regulação dos cromossomos sexuais. Por fim, o Capítulo 1 foca no fenômeno da Inativação Meiótica do Cromossomo Sexual, destacando seus principais aspectos. O Capítulo 2 foca em investigar o mecanismo de MSCI. Utilizando a técnica de Imuno-FISH (dupla Hibridização in situ com Imunofluorescência) para verificação qualitativa e single-cell RNA-seq em testículos larvais para verificação quantitativa da ocorrência de MSCI em D. melanogaster, observamos uma redução na expressão do cromossomo X e do cromossomo 4 nos estágios finais da prófase I meiótica. Essa redução na expressão é causada por uma falha na fosforilação da RNA polimerase II. Em colaboração com o Professor Timothy Karr (Arizona State University), o Capítulo 3 examina a hipótese de que a MSCI ocorre em nível territorial em células meióticas. Utilizando linhagens de Drosophila melanogaster com translocações entre os cromossomos X-2, férteis e inférteis, examinamos a atividade transcricional dos cromossomos translocados em diferentes estágios da espermatogênese e analisamos seu impacto nas estruturas espermáticas. Por fim, o Capítulo 4 investiga o panorama evolutivo desse fenômeno em diferentes estágios evolutivos, usando análises de expressão diferencial de RNA-seq das três principais fases da espermatogênese (mitose, meiose e pós-meiose) em quatro espécies do gênero Drosophila. Além disso, foi investigado como o mecanismo afeta genes de diferentes idades combinando as informações de transcriptoma geradas neste projeto com dados de idade gênica obtidos de Zhang et al. (2010). Portanto, esta tese contribui para o entendimento da evolução e regulação da MSCI na espermatogênese de Drosophila.