Expressão in vitro e medidas de absorção espectral do fotopigmento SWS1 da serpente colubridea Helicops modestus

Resumo

O sistema visual das serpentes apresenta variações filogenéticas e ecológicas relacionadas aos seus hábitos e padrões de atividade. Espécies noturnas possuem retinas duplex típicas, com cones e bastonetes, enquanto espécies diurnas possuem retinas com apenas cones, sem fotorreceptores semelhantes a bastonetes. Três genes da opsina são expressos em retinas da maioria das espécies, o gene da rodopsina RH1 expresso em bastonetes e os genes de opsinas LWS e SWS1, expressos em cones. O pico de absorção (lmax) das opsinas foi medido para algumas espécies de serpentes usando técnicas de microespectrofotometria (MSP) e de expressão in vitro, e para muitas espécies, o lmax foi indiretamente estimado com base na composição de aminoácidos em sítios específicos de deslocamento espectral das opsinas. Apesar do fato de que as estimativas do pico espectral a partir de dados genéticos são amplamente utilizadas e confiáveis para muitas espécies, elas devem ser usadas com cautela, especialmente quando se considera grupos de vertebrados com poucos dados disponíveis a partir de medições diretas para comparação, e quando os efeitos de uma substituição específica de aminoácidos não foram avaliados usando outras técnicas diretas. Para a opsina SWS1, um resíduo é responsável pelos deslocamentos lmax para comprimentos de onda mais longos, do UV para o violeta. A presença do aminoácido fenilalanina no resíduo 86 é responsável pela sensibilidade UV em muitos vertebrados. Dois estudos descreveram a substituição de F86V em algumas espécies de cobras, mas os efeitos dessa substituição não são conhecidos. Em Helicops modestus, uma serpente aquática diurna, o resíduo 86 é polimórfico e ambos os aminoácidos, fenilalanina e valina, foram encontrados. Isto pode indicar a presença de duas opsinas distintas sensíveis ao comprimento de onda curto, com diferentes lmax. Neste projeto, pretendemos investigar os efeitos da substituição de F86V no lmax da opsina SWS1 de serpentes, usando a técnica de expressão in vitro, e determinar se o polimorfismo observado resulta na presença de duas opsinas sensíveis a comprimentos de onda curtos, com picos espectrais distintos, em H. modestus. A presença de duas opsinas SWS1 pode contribuir para capacidade de discriminação cromática dentro da gama de comprimentos de onda curtos, ou para uma maior capacidade de absorção de fótons dentro dessa gama, dependendo da rede neural pós-receptoral associada.