Identificação de genes potencialmente envolvidos na formação do edema labial na espécie Colossoma macropomum (Cuvier, 1818) (Characiformes : Serrasalmidae) / Daniel Barros Fagundes

Dissertação (mestre) - Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA, 2012

As oscilações periódicas no nível dos rios amazônicos conferem dinamicidade às características fisiográficas e limnológicas da bacia. Com frequência, essas oscilações levam a variações marcantes nas concentrações de oxigênio dissolvido na água que podem ser observadas ao longo de um único dia, impondo à ictiofauna contínuos ajustes comportamentais, bioquímicos, fisiológicos e morfológicos. Com o objetivo de compreender os mecanismos de formação da expansão labial, uma adaptação morfoanatômica comum a certos peixes da ordem Characiformes, foi proposta a análise em série da expressão gênica (SAGE) na Plataforma SOLiD™. Para isso, indivíduos da espécie Colossoma macropomum foram expostos à hipóxia aguda (0,3 mgO2/L), permanecendo o grupo controle em condições normais de oxigenação (7,0 mgO2/L). Em linhas gerais, os procedimentos práticos foram: (I) extração do RNA total do tecido labial; (II) preparo dos pools de amostras de RNA; (III) construção das bibliotecas SOLiD™ SAGE™; (IV) amplificação clonal in vitro das bibliotecas via ePCR; (V) enriquecimento das sequências amplificadas; (VI) sequenciamento; (VII) análises de bioinformática; e (VIII) categorização gênica. Dentre os resultados obtidos podemos destacar que mais de 115 milhões de tags foram sequenciadas e a partir delas foram obtidas 2,24 milhões de tags únicas. Após o alinhamento das tags únicas com as sequências de referência da espécie Danio rerio foi possível identificar 24014 genes, dos quais 51,24% (Log2FC ≤ -0,1) apresentaram redução e 42,77% (Log2FC ≥ 0,1) tiveram sua expressão aumentada durante as baixas tensões de oxigênio. A partir destes resultados foram selecionados 10 genes (HIF1A, ARNT, HIF1AN, VHL, VEGFC, VEGFR2, PLCG1, TRPC6, NOS1 e GUCY1A3) que participam direta ou indiretamente do aumento da permeabilidade microvascular, processo supostamente relacionado à formação do fenótipo em estudo. Sendo assim, propomos que a via metabólica para a expressão deste fenótipo inicia-se com a estabilização da proteína HIF1A e formação do heterodímero HIF1 após dimerização com a proteína ARNT. Em seguida, a proteína HIF1 se liga na região promotora do gene VEGFC estimulando sua transcrição. Depois de traduzida, a proteína VEGFC é reconhecida pelo receptor de membrana VEGFR2, que induz a síntese de DAG por meio da proteína PLCG1. A DAG promove a abertura dos canais catiônicos de membrana celular TRPC6, que facilitam o influxo de íons cálcio do meio extra para o intracelular. Este aumento na concentração de cálcio intracelular ativa a enzima NOS1 que passa a sintetizar NO, que por sua vez, ativa a enzima GUCY1A3, que converte GTP em GMPc, provocando o aumento dos níveis x intracelulares deste monofosfato. Como consequência ocorre a formação de vias transvasculares que permitem o extravasamento do plasma para a região intersticial, provocando o edema e a expressão do fenótipo em questão.

Área de Concentração: Genética, Conservação e Biologia Evolutiva.