Dissecting the satellite dna landscape in three cactophilic drosophila sequenced genomes

Abstract

Os genomas dos eucariotos estão repletos de DNAs repetitivos. Esta classe inclui DNAs satélites repetidos em tandem (satDNA), que estão entre os componentes genômicos mais abundantes e de rápida evolução (embora pouco estudados). Aqui, usamos dados de sequenciamento de alto rendimento de três espécies cactofílicas de Drosophila, D. buzzatii, D. seriema e D. mojavensis, para acessar e estudar toda a sua paisagem de satDNA. No total, o software RepeatExplorer identificou cinco satDNAs, três previamente descritos (pBuM, DBC-150 e CDSTR198) e dois novos (CDSTR138 e CDSTR130). Apenas o pBuM é compartilhado entre as três espécies. O comprimento da repetição do satDNA cai dentro de apenas duas classes, entre 130 e 200 pb ou entre 340 e 390 pb. FISH em cromossomos metafásicos e politênicos revelou a presença de matrizes de satDNA em pelo menos um dos seguintes compartimentos genômicos: centromérico, telomérico, subtelomérico ou disperso ao longo da eucromatina. A distribuição cromossômica varia de um único cromossomo a quase todos os cromossomos do complemento. A análise de fibra-FISH e sequência de contigs revelou intercalação entre pBuM e CDSTR130 nos microcromossomos de D. mojavensis. Análises filogenéticas mostraram que o satDNA pBuM sofreu evolução concertada tanto em níveis interespecíficos como intraespecíficos. Com base nos dados de RNA-seq, encontramos atividade de transcrição para pBuM (em D. mojavensis) e CDSTR198 (em D. buzzatii) em todos os cinco estágios de desenvolvimento analisados, principalmente em pupas e machos adultos. Nossos dados revelaram que a Drosophila cactofílica apresenta a menor quantidade de satDNAs (1,9–2,9%) dentro do gênero Drosophila relatado até agora. Discutimos como nossas descobertas sobre a localização, abundância, organização e atividade de transcrição do satDNA podem estar relacionadas a aspectos funcionais.