Modelos probabilísticos de substituição de nucleotideos aplicados à evolução in vitro do gene rRNA 18S e ao estudo da diversidade genética de Trypanosoma cruzi

Abstract

As relacoes filogeneticas entre linhagens de Trypanosoma cruzi foram inferidas por maxima verossimilhanca a partir de sequencias completas do rRNA 18S e da regiao D7-24Sa de 20 linhagens representativas de T.cruzi. Para isto, o rRNA 18S de 14 linhagens e a regiao D7-24Sa, de 4 linhagens foram sequenciados e alinhados junto a sequencias ja publicadas. As filogenias inferidas a partir destes dois conjuntos de dados permitiram identificar 4 grupos, denominados Riboclados 1, 2, 3 e 4, e uma dicotomia basal que separa o Riboclado 1 dos outros 3. Os parametros do modelo de substituicao foram otimizados por testes de razao de verossimilhanca. A analise da arvore do rRNA 18S com relogio molecular sugere que o alinhamento da sequencia completa do gene de um subgrupo de taxons apresenta taxa de evolucao constante entre as linhagens. Esta analise suporta que as datas de divergencia dos Riboclados de T.cruzi podem ser estimadas a partir das sequencias de rRNA 18S e, por isso, sao apresentados dois cenarios evolutivos alternativos com base em duas estimativas da divergencia intraespecifica de T cruzi. Uma assume uma taxa de evolucao mais rapida e sugere que a divergencia entre os grupos de T.cruzi I e II e entre as linhagens existentes ocorreu no periodo Terciario (37 a 18 milhoes de anos). A outra estimativa suporta que a divergencia entre os grupos de T cruzi I e II ocorreu no periodo Cretaceo (144 a 65 milhoes de anos atras) e a divergencia entre as linhagens existentes ocorreu no periodo Terciario da Era Cenozoica (65 a 1,8 milhoes de anos atras). Esta ultima estimativa e consistente com a hipotese de divergencia por isolamento geografico e coevolucao com o hospedeiro mamifero proposta anteriormente por BRIONES e colaboradores (1999). Uma filogenia experimental foi gerada pelo metodo de PCR bifurcado serial em quatro passos para analisar a evolucao neutra da sequencia do rRNA 18S. A PCR foi modificada para acelerar a taxa de substituicao sem modificar o modo de evolucao. 0 experimento permitiu que as mutacoes ocorressem e se acumulassem neutramente. A sequencia ancestral de 18S rRNA evoluiu in vitro por 280 ciclos de PCR e resultou em 15 sequencias de ancestrais intermediarios e 16 sequencias terminais. Todas as sequencias finais e intermediarias foram sequenciadas. 0 processo se apresentou temporal e espacialmente homogeneo. As analises de parcimonia, distancia e maxima verossimilhanca das sequencias terminais...(au)