Macrobrachium amazonicum e Macrobrachium pantanalense: um estudo da osmorregulação branquial utilizando RNA-Seq e a (Na+, K+)-ATPase como marcador molecular e funcional - Fabri, Leonardo Milani (2024)
Os camarões da família Palemonidae são hiper/hipoosmorreguladores e, no ambiente dulcícola capturam íons utilizando a energia fornecida pela (Na+, K+)-ATPase e pela V(H+)-ATPase branquiais. Macrobrachium amazonicum é amplamente distribuído em toda a América do Sul enquanto Macrobrachium pantanalense foi descrito a partir de uma população isolada do Pantanal, anteriormente identificada como M. amazonicum. Para um melhor entendimento do aspecto bioquímico do processo osmorregulatório destas espécies e dos decápodes em geral, neste trabalho foi avaliada a expressão gênica por RNA-Seq das brânquias de camarões provenientes de sete populações diferentes. Em paralelo foi realizada a caracterização cinética da (Na+, K+)-ATPase branquial dessas diferentes populações. Além disso, a identificação da (Na+, K+)-ATPase de M. amazonicum permitiu a previsão de sua topologia e estrutura tridimensional, bem como uma avaliação de sua conservação ao longo da evolução dos decápodes. Bibliotecas de cDNA construídas a partir do RNA mensageiro das brânquias de sete diferentes populações de M. amazonicum e M. pantanalense foram sequenciadas e os dados foram utilizadas em duas montagens de novo do transcriptoma. A análise funcional identificou diversas categorias funcionais enriquecidas nos transcritos diferencialmente expressos nessas diferentes populações, principalmente relacionados ao metabolismo energético e ao transporte de íons. Foi mostrado que as diferenças do processo osmorregulatório entre as populações de M. amazonicum e M. pantanalense envolve a expressão diferencial de transcritos relacionados a estas funções celulares nas brânquias destas populações. A atividade máxima da (Na+, K+)-ATPase branquial de M. pantanalense das populações da Lagoa Baiazinha e do Rio Araguari é menor que a estimada para populações de M. amazonicum do Rio Solimões e o Furo das Marinhas. Essas diferenças tanto intra- como interespecíficas, relacionadas com a cinética da enzima, ressaltam a plasticidade nestas duas espécies de camarões, agora sob uma perspectiva bioquímica. Foram identificadas no transcriptoma de M. amazonicum duas isoformas da subunidade alfa da (Na+, K+)-ATPase, que diferem pela inclusão de 27 aminoácidos, enquanto as quatro isoformas identificadas para a subunidade beta diferem tanto estruturalmente quanto em relação a presença de características funcionais da proteína. Nos decápodes, a subunidade alfa é mais conservada que a beta, porém ambas subunidades apresentam a maioria de suas características funcionais conservadas. Os resíduos associados principalmente a interação com as subunidades beta e FXYD apresentam uma menor conservação em decápodes. No contexto filogenético dos decápodes, a maioria das substituições identificadas na sequência da subunidade alfa são características de todo o grupo, com algumas identificadas em grupos menos inclusivos. Curiosamente, não houve separação discernível das sequências parciais da subunidade alfa ligadas à ocupação de diferentes habitats pelas espécies, indicando que a evolução convergente para estilos de vida de água doce ou terrestres não se correlacionam com alterações semelhantes na estrutura primária desta região da subunidade alfa. Concluindo, além de explorar a conservação da (Na+, K+)-ATPase ao longo da evolução dos decápodes, este trabalho evidencia as diferenças no processo osmorregulatório de diferentes populações de M. amazonicum e M. pantanalense em relação a expressão gênica no tecido branquial, bem como nas características cinéticas, estruturais e funcionais da (Na+, K+)-ATPase.