A busca por padrões evolutivos em genes do desenvolvimento

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Paixão Côrtes, Vanessa Rodrigues
• Orientador(a): Bortolini, Maria Cátira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Genes; Evolução
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/258325

Um dos maiores objetivos da biologia atualmente é poder relacionar alterações nos genes a mudanças fenotípicas em organismos complexos. O desafio é poder interpretar estas mudanças em vários níveis: (1) no organismo; (2) entre/dentro de populações; e (3) entre taxas. Os genes mestres do desenvolvimento seriam bons candidatos para o estudo do surgimento de novidades adaptativas. Então, foram escolhidos os genes da família PAX (genes Paired box) , porque estes codificam fatores de transcrição que têm um papel central na determinação celular, atuando assim na morfogênese de diversos tecidos (sistema nervoso central, epiderme, músculos, ossos, células do sistema imune).Os enfoques desenvolvidos no presente estudo podem ser assim resumidos: (1) Para investigar o papel de um membro desta família, o gene PAX9 que juntamente com o gene MSX1 é um dos genes chave da cascata dentária, bem como do fenótipo de agenesia de terceiros molares, foi realizado um estudo piloto com 35 pacientes, portadores de agenesias dentárias não sindrômicas. Neste estudo foi possível observar que a mutação 240Pro/PAX9, estaria causando a agenesia dos terceiros molares com um padrão de herança autossômico recessivo e expressividade variada. (2) Com o padrão de herança estabelecido pelo estudo piloto, verificou-se a distribuição do alelo conjuntamente com a distribuição da agenesia dos terceiros molares nos grandes grupos geográficos humanos. Para tanto, foi investigada a diversidade do éxon 3 e regiões adjacentes do gene PAX9 em 125 indivíduos nativos americanos e 77 africanos do sul do Saara; estes dados foram integrados com a informação disponível para a mesma região genética de 115 indivíduos de diferentes origens geográficas. Adicionalmente, dados coletados do Hapmap de 6001 SNPs (do PAX9 e de mais 101 genes envolvidos no desenvolvimento craniofacial) foram analisados quanto à sua distribuição em africanos, asiáticos e europeus. Confirmando esta sugestão uma proporção significativamente alta (1,3%) de valores de FST extremos (≥0,60) é encontrada quando comparamos os SNPs dos genes do desenvolvimento craniofacial entre europeus e asiáticos com os africanos. O cenário proposto é que uma forte seleção purificadora estaria agindo sobre o fenótipo craniofacial na África; mas com a saída deste continente, poderiam estar atuando um relaxamento funcional ou mesmo uma possível seleção positiva nas populações da Europa e da Ásia. Testes de neutralidade e coalescência indicam que nos ameríndios fatores randômicos parecem ser as principais forças atuando na história evolutiva destas populações. (3) Para entender como é a dinâmica evolutiva da família PAX entre os vertebrados, os nove membros desta família foram procurados nos genomas de 53 cordados. Há evidência que a principal força atuando nesta família é a seleção purificadora, mas em alguns membros parece existir um relaxamento da pressão funcional (PAX4, PAX7 e PAX8). O principal achado deste último estudo é que na linhagem Sauropsida (répteis e aves) houve a perda de dois genes PAX (PAX4 e PAX8). Tanto o relaxamento funcional quanto a perda de genes poderia ser explicada pela sobreposição da expressão e redundância funcional de genes parálogos dentro da família PAX. Desta forma, a conservação ou presença de um gene contrabalançaria variação ou ausência de outro. O gene PAX9 e a família PAX seriam um exemplo notável de como se processa a evolvabilidade.