Evolução da interação genética mitonuclear

• Processo: 19/24449-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2020
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2021
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
• Pesquisador responsável: Marcus Aloizio Martinez de Aguiar
• Beneficiário: Débora Princepe
• Supervisor: Joshua Benjamin Plotkin
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Pennsylvania, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 18/11187-8 - Herança mitocondrial em árvores filogenéticas, BP.PD
• Assunto(s): Adaptação Dinâmica de populações DNA mitocondrial Coevolução
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: adaptation | Fitness Flux | Mitochondrial DNA (mtDNA) | Mitonuclear coevolution | Dinâmica de populações

Resumo

A coevolução é fundamental para a vida. No caso da mitocôndria, tal processo remonta à própria origem da célula eucariótica, quando a organela se tornou uma parceira simbiótica do núcleo. Parte do material genético da mitocôndria foi incorporado pelo núcleo, de modo que esses elementos tem evoluído de maneira coordenada para manter a função respiratória - um requisito para a sobrevivência da célula e do indivíduo como um todo. Propomos estudar a coevolução entre células e mitocôndrias, adaptando modelos existentes de coevolução entre espécies antagônicas. Modificaremos esses modelos para caracterizar a coevolução de interações simbióticas. Em particular, trabalharemos com o modelo adaptativo descrito em Nourmohammad et al. (2016), que mede a adaptação pelo fluxo de fitness, quantificando dinamicamente a coevolução entre patógeno e hospedeiro por meio de suas afinidades de ligação. Seguindo as estratégias propostas em Princepe e de Aguiar (2019) e Nourmohammad et al. (2016), descrevemos o genoma mitocondrial e nuclear como cadeias binárias, com aptidões separadas atribuídas de acordo com a correspondência de cada par correspondente de sítios. Quantificaremos a coevolução entre esses dois materiais genéticos através do fluxo de fitness, uma vez que cada célula possui uma população de mitocôndrias. Sob diferentes modos de seleção, favorecendo o indivíduo com maior aptidão, melhorando a correspondência entre núcleo e mitocôndrias ou favorecendo amplas afinidades para permitir a manutenção da diversidade mitocondrial, buscamos compreender a evolução da interação mitonuclear e os mecanismos para a surgimento de heterogeneidade mitocondrial. Este trabalho terá amplas implicações em toda a biologia, inclusive em biologia celular, fisiologia, envelhecimento e especiação. (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; CZARNOBAI, SIMONE; PRADELLA, THIAGO M.; CAETANO, RODRIGO A.; MARQUITTI, FLAVIA M. D.; DE AGUIAR, MARCUS A. M.; ARAUJO, SABRINA B. L.. Diversity patterns and speciation processes in a two-island system with continuous migration. Evolution, v. 76, n. 10, p. 12-pg., 2022-09-06. (19/20271-5, 18/11187-8, 16/01343-7, 19/24449-3)

PRINCEPE, DEBORA; DE AGUIAR, MARCUS A. M.; PLOTKIN, JOSHUA B.. Mito-nuclear selection induces a trade-off between species ecological dominance and evolutionary lifespan. NATURE ECOLOGY & EVOLUTION, v. 6, n. 12, p. 13-pg., 2022-10-10. (19/24449-3, 18/11187-8, 16/01343-7, 19/20271-5)

D'BASTIANI, ELVIRA; PRINCEPE, DEBORA; MARQUITTI, FLAVIA M. D.; BOEGER, WALTER A.; CAMPIAO, KARLA M.; ARAUJO, SABRINA B. L.. Effect of Host-Switching on the Ecological and Evolutionary Patterns of Parasites. Systematic Biology, v. 72, n. 4, p. 13-pg., 2023-04-25. (19/24449-3, 21/14335-0, 16/01343-7, 18/11187-8)