Estratégias de anotação do Transcriptoma do Télson de Tityus serrulatus
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Resumo
O escorpião amarelo, Tityus serrulatus, é uma espécie muito adaptada ao ambiente urbano, de
comportamento oportunista e reprodução partenogenética, qualidades que tornam difícil seu
controle populacional. Por isso o escorpionismo vem ultrapassando em números absolutos
todos os registros de acidentes com animais peçonhentos, inclusive os de cobras e aranhas, no
Brasil. Neste país, cerca de uma pessoa foi a óbito a cada três dias, entre 2014 e 2016, metade
delas crianças. Sua peçonha é a mais agressiva entre os escorpiões do território brasileiro. A
descoberta detalhada dos seus componentes auxiliaria medidas de saúde pública, contribuindo
para a produção de um soro antiescorpiônico mais específico e eficaz, que provoca menos
reações adversas. Também auxiliaria no desenvolvimento de produtos com potenciais
biotecnológicos e farmacêuticos, além de poder proporcionar uma visão evolutiva deste
aracnídeo. A transcriptômica é uma potente linha de estudo que auxilia no desvelar dos
transcritos de determinados tecidos num determinado momento, sob certas condições
fisiológicas. Uma biblioteca de cDNA, proveniente do télson de Tityus serrulatus, foi sequenciada
por RNA-Seq e uma montagem foi realizada considerando os parâmetros padrão do programa.
Em seguida esta montagem foi avaliada quanto a sua possível completude gênica e foi verificado
que ela apresenta 77,3% dos genes ortólogos descritos para artrópodes. Posteriormente a
montagem foi submetida a diferentes estratégias de anotação. Buscas por similaridades,
utilizando BLAST2GO e BLAST®; pesquisas por domínios e motivos proteicos com auxílio do
INTERPRO; associações aos termos do GO pelo BLAST2GO e HMMER2GO e a verificação de
participação em vias metabólicas pelo KAAS-KEGG foram realizadas. Essas técnicas se
mostraram complementares, aumentando o número de contigs anotados e trazendo mais
informação sobre uma parcela deles. No total, 73,35% da montagem escolhida foi anotada,
encontrando-se 72% das proteínas já descritas para T. serrulatus. Já existem outros dois estudos
transcriptômicos do télson de Tityus serrulatus na literatura, mas cada um deles extraíram
mRNA e sequenciaram cDNA utilizando estratégias diferentes das empregadas no presente
trabalho. Essa divergência é suficiente para revelar novas moléculas presentes na peçonha do
escorpião, além de apontar novas caracterizações ontológicas e de vias metabólicas do
transcriptoma. Várias proteínas putativas, provenientes de outros estudos transcriptômicos,
que se supõe serem produzidas pelas glândulas de peçonha de T. serrulatus, também foram
encontradas. Isso reforça a importância de serem investigadas por métodos experimentais,
principalmente as de atividade tóxica.
Abstract
The yellow scorpion, Tityus serrulatus is well adapted to the urban environment, with opportunistic behavior and parthenogenetic reproduction, qualities that make them hard to perform a population control. That is why scorpionism has surpassed in absolute numbers all the records of accidents with venomous animals in Brazil, including those with snakes and spiders. Between 2014 and 2016, about one person died every three days in Brazil, half of them children. Tityus serrulatus venom is the most aggressive among Brazilian scorpions. The detailed discovery of its components would aid public health measures, contributing to the production
of a more specific and effective scorpion antivenom, with less adverse reactions. It would also assist in the development of products, with biotechnological and pharmaceutical potential and to provide an evolutionary view of this arachnid. Transcriptomy is a powerful field of study that helps in unveiling transcripts of certain tissues at a given time, under certain physiological conditions. A cDNA library from Tityus serrulatus telson was sequenced by RNA-Seq and an assembly was performed considering the program's default parameters. The assembly was evaluated for possible gene completeness, by calculating the presence of the orthologous genes
described for arthropods. The result was 77.3%. Subsequently, the assembly was submitted to several annotation strategies. Searches for similarities, using BLAST2GO and BLAST®; searches for domains and protein motifs with support from INTERPRO; associations with GO terms by BLAST2GO and HMMER2GO and verification of involvement in metabolic pathways by the KAAS KEGG were performed. These techniques were complementary, increasing the number of contigs annotated and bringing more information about a portion of them. We annotated the totality of 73,35% of the chosen assembly and 72% of the proteins already described for T.
serrulatus were found. There are already two other transcriptomic profiles of Tityus serrulatus telson described in the literature; however, different methodologies for mRNA extraction and cDNA sequencing were applied. This divergence is sufficient to reveal new molecules present in the venom of the scorpion, besides pointing out new ontological characterizations and metabolic pathways of the transcriptome. Several putative proteins, from other transcriptomic studies, which are believed to be produced by the venomous gland of T. serrulatus, were also found. This reinforces the relevance of experimental methods in the evaluation of those proteins, especially the ones with toxic activity.
Assunto
Genética, Tityus serrulatus, Escorpião veneno, Transcriptômica, Anticorpos
Palavras-chave
Transcriptoma, Anotação, Tityus serrulatus, Escorpião, RNA-Seq
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