Evolução da promiscuidade genômica: transferência horizontal de transposons

Abstract

Os elementos de transposição (TEs) são elementos repetitivos ubíquos dos genomas. São capazes de transpor-se e multiplicar-se, podendo atingir um número de milhares de cópias. A quantidade de TEs nos genomas varia imensamente mas podem atingir até mais de 50% de todo o DNA das espécies. Os TEs comportam-se como parasitas genômicos e eventualmente são domesticados adquirindo alguma função no hospedeiro. Os TEs têm um ciclo de vida nos genomas que começa no momento de sua entrada (invasão), seguido pela amplificação e decaimento (degeneração). O único meio de sobrevivência dos TEs é uma “fuga” para outra espécie. Esse processo é denominado transferência horizontal (HTT, do inglês Horizontal Transposon Transfer). Inúmeros casos de HTT já foram descritos, inclusive entre espécies de níveis taxonômicos muito distantes como ordens, classes e até mesmo filos. Neste trabalho utilizamos diferentes abordagens na compreensão dos TEs e do processo da HTT. Na primeira parte parte desse trabalho tratamos acerca da história evolutiva de elementos P de Drosophila. O grupo foi reclassificado e inúmeros potenciais eventos de HTT foram detectados. Os resultados também confirmam a monofilia dos elementos P em Drosophila e mostram a existência de 11 subfamílias. Em seguida, testamos possíveis vetores para HTT entre Drosophila e vespas parasitóides. Não encontramos evidência de que estes parasitóides sejam vetores de HTT, mas foram detectados eventos de HTT entre diferentes espécies de Drosophila. E por fim, analisamos 82 genomas de mamíferos para caracterização do padrão de HTT recentes nestas espécies. Detectamos um grande viés na distribuição das HTT em mamíferos e grupos de morcegos apresentaram uma alta incidência de invasões de TEs nos últimos 50 milhões de anos.

The transposable elements (TEs) are repetitive elements ubiquitous of the genome. They are capable to transpose and multiply in the genomes and may reach a number thousands of copies. The amount of TEs in the genomes varies tremendously but can reach up to more than 50% of all DNA from species. The TEs behave as genomic parasites and eventually they are domesticated and acquired some function in the host. The TEs have a life cycle that begins in the genomes invasion, followed by amplification and decay (degeneration). The only way to the TEs survive is to escape to other species. This process is called horizontal transposon transfer (HTT). A lot of cases of HTT have been described, including among very distant species as from different orders, classes and even phyla. In this work we use different approaches in understanding the TEs and the process of HTT. Initially we work on evolutionary history of P elements in the Drosophila species. The group was reclassified and a lot of potential events HTT were detected. The results also confirm the monophyly of P elements in the Drosophila species and the existence of 11 subfamilies. Then we tested for potential vectors to HTT between Drosophila and parasitoid wasps. We not found evidence that these parasites are vectors of HTT but some HTT events between different Drosophila species were detected. Finally, we analyzed 82 mammalian genomes for characterization of the recent HTT pattern in this group. We detected a large bias in the distribution of HTT in mammals and some bats showed a high incidence of TE invasions in the last 50 million years.