Herança mitocondrial em árvores filogenéticas

• Processo: 18/11187-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de fevereiro de 2019
• Situação: Interrompido
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
• Pesquisador responsável: Marcus Aloizio Martinez de Aguiar
• Beneficiário: Débora Princepe
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/14335-0 - ICTP Instituto Sul-Americano para Física Fundamental: um centro regional para Física Teórica, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/24449-3 - Evolução da interação genética mitonuclear, BE.EP.PD
• Assunto(s): Dinâmica de populações DNA mitocondrial Filogenia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Coevolução mitonuclear | DNA mitocondrial | Filogenias | Dinâmica de populações

Resumo

O material genético mitocondrial, ou mtDNA, é largamente utilizado como marcador de espécies, dadas suas características de alta taxa evolutiva, herança uniparental e conservação do conteúdo gênico, além de ter uma estrutura pequena e simples. A análise desse material permite inferir sobre a estrutura e o fluxo gênico de uma população e investigar relações filogenéticas, a ocorrência de hibridizações e a biogeografia. Mais recentemente, a hipótese de que o DNA mitocondrial tem papel mais fundamental no processo de especiação tem sido explorada, havendo fortes evidências de coevolução compensatória com o DNA nuclear, uma vez que processos cruciais como a respiração envolvem genes de ambos as fontes. Dada a observação de assinaturas genéticas dessa coevolução em diversos taxa, propomos o estudo aprofundado da interação genética mitonuclear no processo de especiação. Em especial, trataremos de uma população que evolui de acordo com o modelo de especiação simpátrica de Derrida-Higgs e propomos a análise de árvores filogenéticas construídas a partir dos genomas mitocondrial e nuclear. Nesse modelo, os indivíduos hermafroditas têm genomas infinitamente grandes e a reprodução sexuada sob acasalamento preferencial leva à especiação mesmo em uma paisagem adaptativa plana. Propomos modificar o modelo, incluindo a separação sexual e um cromossomo finito que representa o DNA mitocondrial, para ser herdado apenas da mãe. Ao manter o controle de ambos os pedaços de material genético, a parte infinita recombinante envolvida no acasalamento seletivo e a parte mitocondrial finita não-recombinante, iremos construir e comparar as árvores filogenéticas resultantes. Essas árvores também serão comparadas com as árvores "verdadeiras" obtidas seguindo todos os eventos de especiação e extinção durante a simulação. Modelando de diversas formas a interação gênica entre os DNAs mitocondrial e nuclear, esperamos reconhecer assinaturas dessa interação nas árvores filogenéticas, podendo assim comparar com dados reais da literatura, onde há evidências dessa coevolução, assim como analisar fenômenos como introgressão, fusões e extinções de espécies. (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)

PRINCEPE, DEBORA; DE AGUIAR, MARCUS A. M.. Modeling Mito-nuclear Compatibility and Its Role in Species Identification. Systematic Biology, v. 70, n. 1, p. 133-144, JAN 2021. (18/11187-8, 16/01343-7, 19/20271-5)