Análise comparativa do transcritoma de dois estágios no desenvolvimento do parasito cestódeo Mesocestoides corti

Abstract

O desenvolvimento em cestódeos abrange mudanças fisiológicas e morfológicas complexas. Com o intuito de ganhar conhecimento nos mecanismos moleculares que regulam este processo, foi realizada uma análise exaustiva da expressão de microRNAs e genes em dois estágios do desenvolvimento (tetratirídeo e verme estrobilado) do cestódeo Mesocestoides corti. Utilizando uma abordagem de sequenciamento de alto rendimento, foi identificada evidencia transcricional para 42 loci de microRNAs, assim como microRNAs diferencialmente expressos ou estágios específicos. Além disso, foi demonstrado que a uridilação é um mecanismo de modificação pós-transcricional diferencial presente nos microRNAs de M. corti. O conjunto completo de microRNAs de M. corti identificado representa 33 famílias únicas, e confirma a notável perda de famílias de microRNAs conservadas dentro do grupo de platelmintos parasitos. O transcritôma de M. corti foi obtido utilizando uma abordagem baseada em sequenciamento de RNA. Foram evidenciados 19,053 transcritos, incluindo isoformas e genes previamente não anotados. Foram identificados um total de 66 transcritos específicos de tetratirídeo e 136 específicos de verme estrobilado, assim como genes diferencialmente expressos (342 e 559 respectivamente), sugerindo regulação de caraterísticas específicas de cada estágio. A analise de expressão diferencial e enriquecimento de termos GO refletem os processos biológicos associados a cada estágio, sendo o tetratirídeo capaz de reproduzirse assexuadamente e migrar através dos tecidos do hospedeiro intermediário, e o verme estrobilado de maturar e reproduzir-se sexuadamente no hospedeiro definitivo. Globalmente, os resultados apresentados fornecem uma plataforma para estudos de novos mecanismos moleculares da regulação gênica póstranscricional baseados em microRNAs em cestódeos, necessários para a elucidação de aspectos do desenvolvimento da complexa biologia destes parasitos. Além disso, este trabalho significativamente contribui ao conhecimento do perfil de expressão gênica de M. corti aumentando o número de transcritos sequenciados identificados através da anotação funcional de vários genes.

Cestode development involves complex morphological and physiological changes. To gain knowledge in the molecular pathways that regulate this process, a comprehensive analysis of microRNAs and genes expressed in two developmental stages (tetrathyridium and strobilated worm) of the model cestode Mesocestoides corti was performed. Using a high-throughput sequencing approach, transcriptional evidence of 42 microRNA loci, as well as differentially expressed and stage-specific miRNAs between these developmental stages were found. Moreover, it was shown that uridylation is a differential mechanism of post-transcriptional modification of M. corti microRNAs. The whole set of M. corti microRNAs represent 33 unique miRNA families, and confirm the remarkable loss of conserved miRNA families within platyhelminth parasites. The M. corti transcriptome was obtained through a RNA-seq-based approach. Transcriptional evidence for 19,053 transcripts was found, including isoforms and previously not annotated genes. A total of 66 tetrathyridium and 136 strobilatedspecific transcripts were found, as well as differentially expressed genes (342 and 559, respectively), suggesting regulation of stage-specific features. Differential expression and GO term enrichment analysis reflects the biological processes associated with each stage, the tetrathyridium stage being able to reproduce asexually and actively migrate through the intermediate host tissue; and the strobilated worm that undergoes sexual maduration and reproduction in the definitive host. Overall, the presented results provide a valuable platform to studies aiming to identify and characterize novel miRNA-based molecular mechanisms of post-transcriptional gene regulation in cestodes, necessary for the elucidation of developmental aspects of the complex biology of these parasites. In addition, this work significantly contributes to the knowledge of the gene expression profile of M. corti by increasing the number of sequenced transcripts identified and through functional annotation of several genes.