Elementos de transposição no gênero Zaprionus (Diptera, Drosophilidae): estudos genômicos e evolutivos em ênfase nos retrotensposons copia, gypsy e micropia

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Pós-graduação em Genética - IBILCE

O gênero Zaprionus tem sido eleito como um bom modelo biológico para estudos genéticocomparativos com as espécies do subgrupo melanogaster do gênero Drosophila, embora seu posicionamento filogenético dentro da família Drosophilidae ainda seja controverso. Na presente Tese foi investigada a presença de 10 elementos de transposição (TEs) em Zaprionus indianus e Drosophila malerkotliana, bem como a distribuição, a atividade transcricional e as relações evolutivas de três retrotransposons (copia, gypsy e micropia) em sete espécies do gênero Zaprionus. Para isso, foram empregadas as técnicas de Dot blot, PCR, RT-PCR e seqüenciamento. As seqüências obtidas foram comparadas às dos respectivos elementos das demais espécies de drosofilídeos disponíveis nas bases de dados genômicas. Os resultados indicam que Z. indianus e D. malerkotliana apresentam em seus genomas todos os TEs de D. melanogaster investigados. O retrotransposon copia foi seqüenciado e está transcricionalmente ativo nas sete espécies do gênero Zaprionus e constitui uma nova subfamília relacionada aos elementos do subgrupo melanogaster, que foi denominada subfamília GBFDouble-gap. Por outro lado, os retrotransposons gypsy e micropia foram identificados nas espécies do subgênero Zaprionus, onde também estão transcricionalmente ativos, e pertencem às subfamílias já descritas para as espécies do subgrupo melanogaster. As análises evolutivas sugeriram que esses três retrotransposons devem ter participado de eventos de transferência horizontal com as espécies do subgrupo melanogaster e com pelo menos um doador desconhecido, no caso do retrotransposon micropia. Além disso, o cálculo dos tempos de divergência dos elementos sugere que eles passaram por ondas de transferências horizontais, mais antigas para o retrotransposon copia, e mais recentes para gypsy e micropia. Esses resultados...

The Zaprionus genus has been elected as a good biological model for comparative analyses with the melanogaster subgroup of Drosophila genus, though its phylogenetic positioning within the Drosophilidae family is still controversial. This study aiming at investigating the occurrence of 10 transposable elements (TEs) in Zaprionus indianus and Drosophila malerkotliana species, as well the distribution, transcriptional activity and evolutionary relationships of three retrotransposons (copy, gypsy and micropia) in seven species of Zaprionus genus. To do so, Dot blot, PCR, RT-PCR and sequencing methods were employed. The Zaprionus sequences obtained were compared with the drosophilid sequences available in genomic databases. The results indicated that Z. indianus and D. malerkotliana harbor all D. melanogaster TEs investigated. The copia retrotransposon is present and transcriptionally active in seven species of the Zaprionus genus and represents a new subfamily related to that of the melanogaster subgroup, named as GBFDouble-gap subfamily. Additionally, gypsy and micropia retrotransposons were identified in the Zaprionus species subgenus, which are transcriptionally active and belong to the melanogaster subgroup subfamilies. The evolutionary analysis showed the three retrotransposons could have been involved in horizontal transfer events with species of the melanogaster subgroup for the three retrotransposons and at least one unknown donor regarding to micropia retrotransposon. Moreover, the time of divergence seems to indicate that the retrotransposons experienced horizontal transfer waves, the oldest involving the copia element followed by the gypsy and micropia retrotransposons in more recent times. These results suggest that the horizontal transfer phenomenon has happened repeatedly during the Zaprionus genus and melanogaster subgroup evolution in the Afrotropical region.