Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/41818
Type: Tese
Title: Identificação e caracterização de elementos transponíveis em Sporothrix schenckii e S. brasiliensis
Authors: Fernanda Lourenço Alves Gonzaga
First Advisor: Patrícia Silva Cisalpino
First Co-advisor: Marjorie Mendes Marini
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Jerônimo Conceição Ruiz
Abstract: Elementos transponíveis (Transposable elements – TEs) são elementos genéticos móveis, classificados em retrotransposons (classe I) ou transposons de DNA (classe II). Com o sequenciamento de dois isolados do gênero Sporothrix (S. schenckii MYA-4821 e S. brasiliensis MYA-4823) feito no Brasil, foi possível iniciar o estudo sobre TEs, contribuindo para a primeira publicação destes genomas no ano de 2014. Mediante diversas estratégias e ferramentas de bioinformática, foram identificados, classificados e nomeados 54 TEs, de 4 diferentes ordens e 6 superfamílias. A maioria dos TEs identificados são defectivos, com a exceção do retrotransposon RELTHRIX, da ordem LINE, exclusivo de S. schenckii. Em ambos os genomas os retrotransposons foram os mais prevalentes, pertencentes às ordens LTR e LINE. O genoma de S. brasiliensis possui o dobro de TEs (0,6% do genoma) se comparado à S. schenckii (0,3% do genoma), devido a expansão ddo elemento SbGYP8, da superfamília Gypsy. Do total de 54 TEs, 25 foram considerados exclusivos de S. schenckii, 23 de S. brasiliensis e 6 considerados compartilhados por ambos os genomas. A validação experimental dos dados in silico foi feita por PCR com iniciadores voltados para domínios conservados dos TEs. A maioria dos TEs se mostraram potenciais marcadores das espécies S. schenckii ou S. brasiliensis por terem amplificado exclusivamente em um dos genomas. Desta forma, 16 deles foram testados como marcadores em 29 isolados de diferentes espécies de Sporothrix spp. Quatro TEs (SbhAT1, SbMULE1, SbGYP8 e SbLINE1) mostraram bons resultados, amplificando na maioria dos isolados de S. brasiliensis testados (apesar de ter sido amplificado em Ss02 de S. schenckii). Quatorze TEs e suas cópias foram analisados filogeneticamente, corroborando os dados de bioinformática e PCR. As análises de filogenia indicaram que a presença dos TEs em diferentes espécies de Sporothrix spp. deve-se, provavelmente, à existência destes elementos em um ancestral comum do gênero. Desta forma, a presença de cópias truncadas observadas nos elementos transponíveis nos genomas de S. schenckii MYA-4821 e S. brasiliensis MYA-4823, poderia estar associada a um processo natural de degradação dos elementos, tendo em vista que os TEs poderiam estar presentes desde a divergência entre as espécies. A grande maioria dos elementos possui uma baixa quantidade de citosina-guanina e parece ter sofrido a ação de RIP, um mecanismo de defesa contra TEs. Análises de ambiente genômico revelaram a maioria dos TEs se encontram em clusters e cerca de 56% das proteínas anotadas próximas aos TEs são hipotéticas ou de função ainda desconhecida. Os TEs se encontram próximos à proteínas relacionadas à vias metabólicas e transporte, além de serina/treonina quinases e fatores de transcrição. A presença de TEs perto de genes codificantes de proteínas de função desconhecida ou de genes relacionados à virulência cria a ideia de que estes TEs possam ter sido importantes para eventos de duplicação e na aquisição de novos genes relacionados à adaptação ao hospedeiro animal e humano. Portanto, o estudo mais detalhado dos TEs, agora identificados e classificados nos genomas de S. schenckii e S. brasiliensis, poderá apontar uma direção num eventual papel na patogenicidade e adaptação do fungo aos seus hospedeiros.
Abstract: Transposable elements (TEs) are mobile genetic elements classified into retrotransposons (class I) and DNA transposons (class II). With the sequencing in Brazil of two strains of Sporothrix spp. (S. schenckii MYA-4821 and S. brasiliensis MYA-4823), it was possible to start the study of transposable elements, contributing to the first publication of these genomes in 2014. By several strategies and bioinformatics tools, we identified, classified and named 54 TEs belonging to 4 different orders and 6 superfamilies. Most identified TEs are truncated and defective, with the exception of RELTHRIX from LINE order, a TE only identified in S. schenckii. Retrotransposons were prevalent in both genomes, belonging to orders LTR and LINE. S. brasiliensis genome has twice the TE amount (0.6% of the genome) if compared to S. schenckii (0.3% of the genome) and this increase is due to expansion of SbGYP8 of Gypsy superfamily. From the 54 TEs, 25 had in silico evidences to be exclusive of S. schenckii, 23 from S. brasiliensis, while 6 were shared by both genomes. Experimental validation of the in silico data was done by PCR with primers to conserved TEs domains. The majority of TEs were considered to be potential markers to S. schenckii or S. brasiliensis since have been amplified exclusively in one of the genomes. Thus, 16 of them were tested as markers in 29 isolates of different species of Sporothrix spp. Four TEs (SbhAT1, SbMULE1, SbGYP8 and SbLINE1) showed good results, amplifying in most S. brasiliensis isolates tested (although they were amplified in S. schenckii Ss02). Fourteen TEs and their copies were analyzed phylogenetically, corroborating bioinformatics and PCR data. Phylogenetic analyzes indicated that the presence of some of the TEs in different species of Sporothrix spp. is probably due to the existence of these elements in a common ancestor of the genus. Thus, the presence of truncated copies observed in the transposable elements in S. schenckii MYA-4821 and S. brasiliensis MYA-4823 could be associated with a natural process of degradation of elements, considering that some of the TEs could be present since the divergence between species. The majority of elements have a low amount of cytosine-guanine and appear to have undergone the action of RIP, a defense mechanism against TEs. Genomic environment revealed that most TEs are found in clusters and about 56% of the proteins annotated close to the TEs are hypothetical or of yet unknown function. TEs were found close to proteins related to metabolic pathways and transport, in addition to serine/threonine kinases and transcription factors. The presence of TEs near genes encoding proteins of unknown function or genes related to virulence, creates the idea that these TEs may have been important for events of duplication and in the acquisition of new genes related to the adaptation to animal and human hosts. Therefore, a more detailed study of TEs, now identified and classified in the genomes of S. schenckii and S. brasiliensis, could point a direction in a possible role in the pathogenicity and adaptation of the fungus to its hosts.
Subject: Microbiologia
Elementos de DNA Transponíveis
Retroelementos
Sporothrix
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Microbiologia
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/41818
Issue Date: 21-Jun-2017
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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