First report of Y-linked genes in the kissing bug Rhodnius prolixus

Abstract

Fundo Devido à abundância de DNA repetitivo, a anotação de regiões heterocromáticas do genoma, como o cromossomo Y, é problemática. O cromossomo Y está envolvido em funções biológicas importantes, como fertilidade masculina e determinação do sexo e, portanto, a identificação precisa de suas sequências é vital. O inseto hemíptero Rhodnius prolixus é um importante vetor da doença de Chagas, uma tripanossomíase que afeta 6 a 7 milhões de pessoas em todo o mundo. Aqui relatamos a identificação dos primeiros genes ligados ao Y desta espécie.

Resultados O genoma de R. prolixus foi recentemente sequenciado usando bibliotecas separadas para cada sexo e as sequências montadas apenas com reads masculinos são candidatas à ligação Y. Encontramos 766 desses candidatos e testes de PCR com os dez maiores, confirmaram a ligação Y para todos eles, sugerindo que "bibliotecas separadas" é um método confiável para a identificação de sequências ligadas ao Y. Análises BLAST dos 766 scaffolds candidatos revelaram que 568 scaffolds continham genes ou parte de genes putativos. Testamos a ligação Y para 36 candidatos e descobrimos que nove deles estão ligados ao Y (os resultados da PCR para os outros 25 genes foram inconclusivos ou revelaram ligação autossômica/X). Assim, descrevemos neste estudo, pela primeira vez, genes ligados ao Y no genoma de R. prolixus: duas proteínas dedo de zinco (Znf-Y1 e Znf-Y2), uma metaloproteinase (Met-Y), uma aconitase/ferro proteína reguladora (Aco-Y) e cinco genes desprovidos de correspondências em qualquer banco de dados (Rpr-Y1 a Rpr-Y5). Estudos de perfil de expressão revelaram que oito genes são expressos principalmente em testículos adultos (alguns dos quais apresentaram uma expressão fraca nos estágios iniciais de desenvolvimento), enquanto o Aco-Y tem uma expressão restrita ao intestino.

Conclusões Neste estudo, mostramos que a abordagem usada para o projeto genoma de R. prolixus (sequenciamento separado de DNA masculino e feminino) é a chave para a identificação fácil e rápida de sexo específico (por exemplo, sequências do cromossomo Y). Os nove novos genes ligados ao Y de R. prolixus relatados aqui fornecem marcadores únicos para análise populacional e filogenética e estudos funcionais adicionais desses genes podem responder a algumas perguntas sobre determinação do sexo, fertilidade masculina e evolução do cromossomo Y nesta importante espécie.