Sequenciamento genômico de serpentes brasileiras focado no estudo de toxinas

• Processo: 15/03509-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de dezembro de 2015
• Vigência (Término): 30 de junho de 2020
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Inácio de Loiola Meirelles Junqueira de Azevedo
• Beneficiário: Vincent Louis Viala
• Instituição Sede: Instituto Butantan. Secretaria da Saúde (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07467-1 - CeTICS - Centro de Toxinas, Imuno-Resposta e Sinalização Celular, AP.CEPID
• Bolsa(s) vinculada(s): 16/26151-3 - Caracterização dos genes das metaloproteinases de veneno da serpente Bothrops jararaca, BE.EP.PD
• Assunto(s): Serpentes Genes Genômica Venenos Toxinas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: genes | Genômica | Serpentes | Toxinas | transcripômica | veneno | Genômica e transcriptômica

Resumo

Décadas de pesquisas com venenos de serpentes contribuíram com importantes descobertas em diversas áreas das ciências biomédicas e biológicas, como a farmacologia, a imunologia e a biologia evolutiva. Atualmente, mesmo com diversas tecnologias modernas de sequenciamento de nova geração (NGS) disponíveis, poucos estudos sequenciaram genomas de serpentes de forma completa e profunda. Na verdade, todo o clado Squamata de répteis (serpentes e lagartos) é pouco explorado, comparando-se o número de genomas disponíveis de mamíferos, aves e peixes. A falta de dados genômicos de serpentes limita o uso de tecnologias de ponta que dependem da existência de genomas referência. Por exemplo: a descoberta e caraterização de novas toxinas por proteômica; pesquisas sobre regulação e expressão de genes em glândulas de veneno; análise de exon shuffling e de transposição de sequências; predições das sequências-alvo dos microRNAs; etc. Portanto, o sequenciamento de genomas de serpentes é uma iniciativa estratégica oportuna e essencial.Objetivo geral: Gerar sequências de alta cobertura do genoma de serpentes, com foco inicial na descoberta e identificação de genes de toxinas e outros elementos relevantes para estudos sobre a evolução de sistemas veneníferos e sobre a biologia de serpentes.Metodologia e esboço experimental: a) Preparo de amostras de DNA genômico de espécies brasileiras; b) Sequenciamento com alta cobertura dos genomas em equipamentos de nova geração (Illumina e PacBio Genomic Sequencer), usando bibliotecas tipo shotgun e pair-end; c) Construção, organização e sequenciamento de bibliotecas genômicas de grandes fragmentos em vetores BAC; d) Montagem de todas as sequências (Illumina, PacBio e BACs) para a produção de um grande conjunto de scaffolds genômicos; e) Busca in silico de genes de interesse nos scaffolds e contigs; f) Identificação dos elementos expressos mapeando ESTs novos e já existentes nos contigs genômicos; g) Anotação de outros elementos genômicos para análises comparativas com outros genomas.Resultados esperados: Esperamos suprir a demanda existente de sequências genômicas, com qualidade suficiente para obter conjuntos de contigs e scaffolds, permitindo recuperar estruturas de genes de toxinas importantes, incluindo seus introns e regiões flanqueadoras. Será possível investigar a conservação de promotores de expressão de diferentes famílias de toxinas e as relações entre genes ortólogos, parálogos e as formas editadas de produtos de genes de toxinas encontradas nos venenos. Correlações com nossos dados transcriptômicos de serpentes obtidos anteriormente permitirão identificar os elementos expressos do genoma e sugerir possíveis papeis dos retrotransposons no sistema venenífero. Adicionalmente, o estabelecimento de instalações e know-how em genômica de NGS terá um importante impacto neste centro de pesquisa e outras áreas do Instituto Butantan. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

ALMEIDA, DIEGO DANTAS; VIALA, VINCENT LOUIS; NACHTIGALL, PEDRO GABRIEL; BROE, MICHAEL; GIBBS, H. LISLE; SERRANO, SOLANGE MARIA DE TOLEDO; MOURA-DA-SILVA, ANA MARIA; HO, PAULO LEE; NISHIYAMA-JR, MILTON YUTAKA; JUNQUEIRA-DE-AZEVEDO, INACIO L. M.. Tracking the recruitment and evolution of snake toxins using the evolutionary context provided by the Bothrops jararaca genome. PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, v. 118, n. 20, MAY 18 2021. (16/50127-5, 13/07467-1, 15/03509-7, 12/00177-5, 18/26520-4)