Análise genomica comparativa de Trypanosoma dionisii com linhagens de Trypanosoma cruzi restritas a morcegos e de uma cepa virulenta de T. cruzi (clone CL Brener)
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Data
2023-12-12
Autores
Pereira, Werica Bernardo [UNIFESP]
Orientadores
Silveira Filho, José Franco da [UNIFESP]
Tipo
Tese de doutorado
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Resumo
Tripanossomas de morcegos têm sido objeto de estudos sobre a história evolutiva do Trypanosoma cruzi. Foi proposto que T. cruzi e Trypanosoma rangeli evoluíram de uma linhagem de tripanossomas de morcegos adaptados a mamíferos terrestres (hipótese de semeadura de morcegos). Utilizando diferentes abordagens genômicas, comparamos o genoma de Trypanosoma dionisii (Tdio) com aqueles de cepas de T. cruzi restritas a morcegos (Trypanosoma cruzi marinkellei - Tcmar; T. cruzi Bat -TcBat) e uma cepa virulenta de T. cruzi (CL Brener , CLB). Por todas as métricas utilizadas, o Tdio possui um tamanho de genoma menor que o T. cruzi CLB, Tcmar TcBat e Tcmar. Os genes parálogos e membros de famílias multigênicas estão em menor número no genoma do Tdio. Além disso, seu cariótipo é composto por cromossomos de menor tamanho.
A análise de genes ortólogos no genoma completo identificou clusters compartilhados entre os isolados estudados (Tdio, T. cruzi CLB, Tcmar e TcBat) e clusters compartilhados apenas por tripanossomas de morcegos. Também identificamos clusters específicos para cada isolado, os quais estão enriquecidos em famílias multigênicas e proteínas hipotéticas que representam novas variantes geradas por recombinação e mutação. A análise genômica sugere que Tcmar e TcBat sejam parentes próximos da linhagem TcI de T. cruzi e ainda estão em curso de especiação.
Nossas análises também mostraram que Tdio é o primeiro tripanosoma do clado T. cruzi que alberga duas classes de retroposons, o elemento L1Tc característico dos tripanossomas do clado T. cruzi, e também o retroposon Tbingi descrito no clado T. brucei. L1Tc e Tbingi são retroposons autônomos longos do clado Ingi. A presença de Tbingi e L1Tc em Tdio também foi descrita em Trypanosoma congolense. A presença de Tbingi em Tdio poderia ser explicada pela transferência horizontal durante a evolução dessas espécies ou que a linhagem ancestral abrigava ambos os retroelementos antes da especiação dos tripanossomas africanos e americanos.
Para investigar a sintenia entre os genomas de Tdio e T. cruzi, os scaffolds de Tdio foram alinhados com os cromossomos de T. cruzi. Vários ascaffold de Tdio correspondem a 40-60% do tamanho dos cromossomos do T. cruzi com identidade de 75-85%. Há uma notável conservação da ordem dos genes, embora possam ocorrer rearranjos, deleções e duplicações. Entre os blocos sintênicos T. cruzi-CLB e TcBat, a identidade variou de 90-98% com conservação da ordem genética.
A análise de aCGH identificou elevada proporção de eventos de perdas de DNA em isolados de morcegos Trypanosoma (Tdio, Tcmar e TcBat) em relação ao genoma de referência (T. cruzi CLB). O elevado número de alterações de perdas de DNA nesses isolados pode ser devido à expansão do genoma em T. cruzi, principalmente nas linhagens híbridas como CLB. O conteúdo gênico das alterações de perda foi associado a famílias multigênicas, em concordância com a redução dessas famílias no genoma dos tripanossomas de morcegos. Observamos que as alterações de perda são flanqueadas por membros de famílias multigênicas, sugerindo que esses genes desempenham um papel importante nos eventos de recombinação. Por outro lado, genes hipotéticos de proteínas estão associados a regiões de ganho. Alterações de perda também foram identificadas em grandes extensões dos cromossomos, sugerindo a presença de aneuploidia segmentar e cromossômica em Tcmar, TcBat e Tdio.
A maioria dos scaffolds de Tdio foram mapeados em um único cromossomo homólogo em T. cruzi CLB. No entanto, vários scaffolds foram mapeados em 2 cromossomos diferentes de CLB, sugerindo que alguns cromossomos Tdio seriam híbridos, compostos de segmentos de diferentes cromossomos de T. cruzi. Os dados de aCGH e sequenciamento genomico indicam a ausência em Tdio de um compartimento genômico disruptivo, o qual é enriquecido em famílias multigênicas envolvidas no escape do parasita do sistema imunológico e na invasão da célula hospedeira. Vários genes envolvidos na invasão celular por tripomastigotas de T. cruzi, glicoproteínas de superfície não foram detectados em Tdio. Os resultados sugerem que a estrutura do genoma do Tdio é muito semelhante à do T. cruzi em termos de conteúdo gênico e colinearidade, mas com diferenças no número de cópias e na distribuição das famílias multigênicas.
Descrição
Citação
PEREIRA, Werica Bernardo. Análise genomica comparativa de Trypanosoma dionisii com linhagens de Trypanosoma cruzi restritas a morcegos e de uma cepa virulenta de T. cruzi (clone CL Brener). 2023. 125 f. Tese (Doutorado em Microbiologia e Imunologia) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). São Paulo, 2023.