Caracterização inicial dos genes Hox em um Diptera basal

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Uliana, João Vitor Cardoso
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Genes Hox; Hox genes; Pseudolycoriella hygida; Sciaridae and embryonic development; Sciaridae e desenvolvimento embrionário
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17136/tde-10102023-155014/

Os genes Hox codificam fatores de transcrição que são altamente conservados em metazoários e são identificados pela presença de um domínio ligante de DNA denominado homeodomínio. Neste trabalho, foi realizada a caracterização inicial dos genes Hox no modelo não convencional Pseudolycoriella hygida e nos sciarídeos Bradysia tilicola e Bradysia cellarum, dípteros que pertencem à infraordem Bibionomorpha. Em insetos, os Hox especificam a identidade dos segmentos corporais e são expressos em colinearidade espacial. Os genes Hox foram inicialmente identificados e caracterizados no modelo Drosophila melanogaster. Neste organismo esses genes encontram-se organizados em dois complexos gênicos denominados complexo Antennapedia, que compreende os genes labial (lab), proboscipedia (pb), Hox3 (compreende zen2, zen e bicoid), Deformed (dfd), Sex combs reduced (Scr), fushi tarazu (ftz) e Antennapedia (Antp) e complexo Bithorax, que compreende os genes Ultrabithorax (Ubx), abdominal-A (abdA) e Abdominal-B (AbdB). Em D. melanogaster, o complexo Hox encontra-se localizado no cromossomo III e os dois complexos gênicos são separados por um segmento genômico de 9.7 Mb. Neste trabalho, os genes Hox de Psl. hygida foram anotados e os transcritos foram identificados. Modelos gênicos foram montados manualmente a partir de dados obtidos com o software EMBOSS e as estruturas gênicas foram propostas. Porções dos genes lab, Ubx, abdA e AbdB foram clonadas no vetor pGEM-T a partir do DNA genômico ou cDNA de embriões de Psl. hygida. Estes clones foram empregados como ponto de partida para síntese de sondas utilizadas em experimentos de hibridação in situ de RNAm em embriões. Experimentos de imunolocalização de proteínas foram realizados com a finalidade de caracterizar o padrão de expressão de Antp, Ubx/abdA e AbdB utilizando anticorpos comerciais contra as respectivas proteínas de D. melanogaster. Nossos resultados mostram que o complexo Hox de Psl. hygida e B. tilicola estão localizados no cromossomo X. Em Psl. hygida, o tamanho dos genes Hox varia de 109342 pb (Scr) a 266346 bp (pb) e isoformas de mRNA foram encontradas para todos os genes anotados. A análise das sequências polipeptídicas deduzidas demonstrou a presença do homeodomíneo em praticamente todas as isoformas anotadas. Os experimentos de imunolocalização demonstraram que Ubx e AbdA são expressos em pelo menos 7 segmentos, 2 da região torácica (T2 e T3) e pelo menos 5 da região caudal, enquanto que a expressão da proteína Antp é detectada nos 3 segmentos torácicos (T1 a T3) e nos demais segmentos abdominais. Não foi possível detectar a expressão de AbdB com o anticorpo empregado, o que pode ser explicado pela baixa conservação desta proteína entre Psl. hygida e D. melanogaster. Diferentemente do que foi observado em outros Dípteros, nosso estudo sugere que em Sciarideos o complexo Hox encontra-se localizado no cromossomo sexual (X). A organização dos genes Hox em Psl. hygida revelou que os genes lab, pb e Dfd sofreram uma translocação e uma inversão. Este rearranjo aparentemente não afetou o padrão de expressão dos genes Hox ao longo do eixo anteroposterior indicando conservação da colinearidade espacial na região investigada do locus Hox de Psl. hygida. Em conjunto, os dados obtidos são relevantes e consistem na primeira investigação acerca do complexo Hox em sciarídeos.