Sequenciamento e anotação do transcriptoma da ameba tecada Arcella intermedia: descrição de vias e descobertas de genes

Autor(es)

Giulia Magri Ribeiro

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Biociências (IBIOC/SB)
• Data de defesa: 2018-10-30

Membros da banca

Daniel José Galafasse Lahr; Mariana Freitas Nery; Mariana Cabral de Oliveira

• Orientador: Daniel José Galafasse Lahr

Resumo

Arcella Ehrenberg 1832 é um dos gêneros de tecamebas mais numerosos, perten- cente aos Arcellinida. Estas são uma linhagem aeróbia de amebas tecadas que vivem em uma grande variedade de ambientes. Provavelmente, sua capacidade de sobreviver em condições tão divergentes está relacionada a algum grau de flexibilidade metabólica. Os organismos anaeróbicos ganharam e perderam vários genes relacionados ao metabolismo energético. Este processo modifica mitocôndrias clássicas até a perda da função e transformação em organelas relacionadas (mitossomos e hidrogenossomos). Aqui proponho que a adaptação de Arcella intermedia a ambientes microaerófilos está relacionada à aquisição de novos genes. Existem dois modos principais de aquisição de genes. Na visão tradicional, a duplicação gênica é responsável por gerar diversidade, seguida por mutações e neofuncionalidade da duplicata. Alternativamente, os genes podem ser adquiridos de outras espécies (transferências laterais de genes). O segundo processo tem uma grande importância evolutiva e é ainda pouco considerado na evolução eucariótica. Por isso, também proponho neste trabalho que genes relacionados ao metabolismo anaeróbico em Arcella sejam adquiridos por transferência lateral de genes. Entretanto, a análise de dados genômicos e transcriptômicos é inexistente para A.intermedia. A caracterização de dados em escala genômica de eucariotos é essencial para a descoberta de genes e para a inferência transições sobre a árvore da vida. O conjunto de dados de transcriptoma deste trabalho fornece um primeiro esforço de caracterização de sequências expressas em A. intermedia. Utilizamos extrações de célula-única em diferentes momentos de crescimento e extração de RNA de cultura inteira, a fim de aumentar a diversidade de momentos metabólicos das células. Sequências mapeadas permitiram identificar vias funcionais em células de A. intermedia. Em geral, parece que genes relacionados a processos metabo?licos são os que aparecem mais frequentemente, seguidos dos de sinalização e respostas a estímulos. Nós descrevemos a função do metabolismo de carboidratos e energia, incluindo uma via anaeróbica. Encontramos em A.intermedia os genes ACS-ADP e PFO. Descrevemos o metabolismo de aminoácidos, com pelo menos 12 vias metabólicas de aminoácidos descritas e catabolismo relacionado a intermediários do ciclo de TCA. Cálcio, Ras GTPases, PI3K-AK e AMPK-mTOR são as principais vias de sinalização representadas nos transcriptomas. Descrevemos importantes vias para amebas, que são endocitose e fagocitose. Parecem ser vias semelhantes àquelas já descritas para outras amebas, com dependência de F-actina e pequenas GTPases da subfamília Rho. Não conseguimos encontrar muitas informações sobre a morte celular programada em A. intermedia, mas o crescimento celular é semelhante com as vias descritas para os dinoflagelados. Esperamos que os próximos genomas terminem a descrição da função desses organismos, mas acreditamos que nosso trabalho já é um bom ponto de partida. A fim de obter uma visão mais clara da presença de genes de metabolismo anaeróbico em Amoebozoa, realizamos buscas no BLAST em bancos de dados de Amoebozoa e Arcellinida, para a presença/ausência de ACS-ADP, PFO e [FeFe] -H2ase. Outras espécies de Arcellinida também apresentaram estes genes, Difflugia sp, Difflugia compressa e Cyclopyxis lobostoma. Além destes, os já conhecidos Mastigamoeba balamuthi, Entamoeba histolytica e Acanthamoeba castelanii. Sequências de amebozoários não formam um grupo monofilético em nenhum dos três genes. No entanto, as sequencias de Arcellinida sempre se agrupam. Como são grupos de Amoebozoa de tal maneira distintos que possuem estes genes de metabolismo anaeróbico, e sendo que a maioria não possui, é mais provável que sejam transferências laterais independentes entre esses grupos de ameba, gerando a possibilidade de ocupar um novo nicho. O objetivo principal deste trabalho foi gerar ferramentas para entender a capacidade de algumas amebas tecadas em resistir a condições adversas do meio ambiente. Encontramos muitas questões interessantes, mas a que teve nosso foco nesta dissertação foi (1) a evolução de genes relacionados ao metabolismo anaeró?bio em linhagens de amebas tecadas. Os dados da sequência reunidos e anotados estarão disponíveis como sequências de referência, facilitando o trabalho com esse grupo. Os resultados também podem ser aplicados aos marcadores de biomonitoramento para o gerenciamento dos recursos hídricos. Este trabalho irá melhorar o conhecimento geral sobre a evolução e função de organismos de água doce. Esperamos tambem contribuir para a compreensão do impacto das transferências laterais na diversidade de Arcellinida (AU)

• Processo FAPESP: 16/14402-1 - Análise do perfil de expressão gênica de Arcella vulgaris ao longo de sua curva de crescimento em laboratório
• Beneficiário: Giulia Magri Ribeiro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado