Primatas e suas particularidades evolutivas reveladas através de duas distintas abordagens genéticas

Abstract

A ordem Primata (Primates) compreende dois clados maiores que divergiram há aproximadamente 87 Ma: Strepsirrhini e Haplorrhini. Dentre os Haplorrhini, Platyrrhini é o único clado cujas espécies habitam o continente Americano, enquanto os Catarrhini habitam os continentes Africano e Asiático. Platyrrhini compreende três grandes famílias (Atelidae, Cebidae e Pithecidae) e teve origem há ~43 Ma. Trata-se de um clado altamente diverso no que tange tanto à biologia, o que em parte reflete os biomas que habitam. Este trabalho apresenta duas abordagens evolutivas tendo como alvo espécies de primatas, particularmente aportando novos dados de genotipagem e sequenciamento em espécies de Platyrrhini. A primeira abordagem desta dissertação refere-se a um estudo de caracterização de diversidade genética em duas populações da espécie Sapajus libidinosus, que produz e utiliza ferramentas de forma proficiente, principalmente populações que habitam o Parque Nacional da Serra da Capivara. Aqui, investigamos 10 STRs previamente descritos para Cebus capucinus, dentre os quais 9 se demonstraram polimórficos para S. libidinosus. Os resultados de diversidade genética apresentados nesta dissertação são preliminares; no entanto, ressalta-se que os valores de P(ID) e P(ID)SIBS indicam que estes loci provavelmente serão sensíveis o suficiente para as descrições genealógicas das populações desta espécie. A segunda abordagem investiga a evolução do gene STAT2, importante para a resposta imune antiviral, e como mudanças evolutivas na respectiva proteína podem estar associadas a diversos desfechos relacionados à infecção por flavivírus, já que há notável diferença entre primatas e roedores. Para isso, analisamos a sequência codificadora de STAT2 e particularmente de seu domínio SH2 em 28 espécies de roedores e 49 espécies de primatas, considerando dados disponíveis (NCBI e ENSEMBL) e dados originais (SH2 de 19 espécies de Platyrrhini foram obtidos). O alinhamento foi feito no programa MEGA 7, seguido de análises de seleção positiva por ramos e no sequenciamento completo nos softwares PAML e Datamonkey (MEME e RELAX). O algoritmo fastcov foi utilizado para análises de coevolução entre os sítios de STAT2 que interagem com a proteína de flavivírus NS5. Cinco sítios sob seleção positiva foram encontrados em primatas e roedores (127, 731, 739, 766, e 780), mas estes não se encontram na interface entre a proteína STAT2 e a proteína viral NS5. SH2 está provavelmente sob constrição evolutiva, já que o domínio é importante para a função da proteína no hospedeiro. Evidências indicam que roedores provavelmente têm maior vantagem evolutiva quando comparados a primatas para combater o vírus, o que é corroborado por uma maior diversidade de sítios sob seleção, maiores taxas evolutivas, entre outros fatores.

The order Primates comprises two larger clades that diverged approximately 87 Ma ago: Strepsirrhini and Haplorrhini. Among the Haplorrhini, Platyrrhini is the only clade whose species inhabit the American continent, while the Catarrhini inhabit the African and Asian continents. Platyrrhini comprises three large families (Atelidae, Cebidae, and Pithecidae) and originated ~43 Ma. It is a highly diverse clade in terms of biology, which in part reflects the biomes they inhabit. This work presents two evolutionary approaches targeting primate species, mainly providing new genotyping and sequencing data in Platyrrhini species. The first approach of this dissertation refers to a study of genetic diversity characterization in two populations of the species Sapajus libidinosus, which produces and uses tools proficiently, mainly in populations that occur in the PNSC. Here, we investigated 10 STRs previously described for Cebus capucinus, among which nine proved to be polymorphic for S. libidinosus. The genetic diversity results presented in this dissertation are preliminary; however, it is noteworthy that the values of P(ID) and P(ID)SIBS indicate that these loci are likely to be sensitive enough for genealogical descriptions of populations of this species. The second approach investigated the evolution of the STAT2 gene, essential for the antiviral immune response, and how evolutionary changes in the respective protein may be associated with different outcomes related to flavivirus infection since there is a notable difference between primates and rodents. For this, we analyzed the coding sequence of STAT2 and its SH2 domain in 28 species of rodents and 49 species of primates, considering available data (NCBI and ENSEMBL) and original data (SH2 from 19 species of Platyrrhini were obtained). Sequence Alignment was performed with MEGA 7 program, followed by analyzing positive selection by branches and complete sequencing using PAML and Datamonkey (MEME and RELAX) software. The fastcov algorithm was used for coevolution analyses between STAT2 sites that interact with the NS5 flavivirus protein. Five sites under positive selection were found in primates and rodents (127, 731, 739, 766, and 780), but these are not found at the interface between the STAT2 protein and the NS5 viral protein. SH2 is likely under evolutionary constriction, as the domain is important for the protein's function in the host. Evidence indicates that rodents probably have a more significant evolutionary advantage when compared to primates to fight the virus, which is supported by a greater diversity of sites under selection higher evolutionary rates, among other factors.