Tracking a recent horizontal transfer event: The P-element reaches Brazilian populations of Drosophila simulans

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The “cut-and-paste” P-element present in some Diptera illustrates two important transposable elements abilities: to move within genomes and to be transmitted between non-mating species, a phenomenon known as horizontal transposon transfer (HTT). Recent studies reported a HTT of the P-element from Drosophila melanogaster to D. simulans. P-elements first appeared in D. simulans European samples collected in 2006 and spread across several populations from Europe, Africa, North America and Japan within seven years. Nevertheless, no P-element was found in South American populations of D. simulans collected between 2002 and 2009. We investigated the presence of the P-element in D. simulans collected in five Brazilian localities between 2018 and 2019, using a combination of methodologies such as PCR, DNA sequencing and FISH on chromosomes. Our experiments revealed the presence of the P-element in all sampled individuals from the five localities. The number of P-elements per individual varied from 11 to 20 copies and truncated copies were also observed. Altogether, our results showed that P-element invasion in D. simulans is at an advanced stage in Brazil and, together with other recent studies, confirms the remarkable rapid invasion of P-elements across worldwide D. simulans populations.

Abstract

O elemento P “recortar e colar” presente em alguns dípteros ilustra duas importantes habilidades de elementos transponíveis: mover-se dentro dos genomas e ser transmitido entre espécies não acasaladoras, um fenômeno conhecido como transferência horizontal de transposon (HTT). Estudos recentes relataram um HTT do elemento P de Drosophila melanogaster para D. simulans. Os elementos P apareceram pela primeira vez em amostras europeias de D. simulans coletadas em 2006 e se espalharam por várias populações da Europa, África, América do Norte e Japão em sete anos. No entanto, nenhum elemento P foi encontrado em populações sul-americanas de D. simulans coletadas entre 2002 e 2009. Investigamos a presença do elemento P em D. simulans coletados em cinco localidades brasileiras entre 2018 e 2019, usando uma combinação de metodologias como PCR, sequenciamento de DNA e FISH nos cromossomos. Nossos experimentos revelaram a presença do elemento P em todos os indivíduos amostrados nas cinco localidades. O número de elementos P por indivíduo variou de 11 a 20 cópias e também foram observadas cópias truncadas. Ao todo, nossos resultados mostraram que a invasão do elemento P em D. simulans está em um estágio avançado no Brasil e, juntamente com outros estudos recentes, confirmam a notável e rápida invasão de elementos P nas populações mundiais de D. simulans.

Assunto

Transferência genética horizontal, Elementos de DNA transponíveis, Drosophila simulans

Palavras-chave

Horizontal transfer, P-element, Transposable elements, Drosophila simulans

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https://www.scielo.br/j/gmb/a/SGkdXnRcztTRrJDbqsk7JRx/?lang=en#

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