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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/50709
Type
DissertationCopyright
Open access
Sustainable Development Goals
03 Saúde e Bem-EstarCollections
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DIVERSIDADE NUCLEOTÍDICA DE FRAGMENTOS DO GENE DO CANAL DE SÓDIO REGULADO POR VOLTAGEM EM POPULAÇÕES BRASILEIRAS DE AEDES (STEGOMYIA) ALBOPICTUS (SKUSE, 1894)
Aedes
Vetores de Doenças
Sequenciamento de Nucleotídeos em Larga Escala
Canais de Sódio Disparados por Voltagem
Aedes
Vetores de Doenças
Sequenciamento de Nucleotídeos em Larga Escala
Canais de Sódio Disparados por Voltagem
Nascimento, Gabriel Joventino do | Date Issued:
2021
Advisor
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
O mosquito Aedes albopictus, originário do continente asiático, é umas das mais bem sucedidas espécies invasoras do mundo, que, embora não seja considerado vetor primário dos principais arbovírus circulantes do Brasil, tem desempenhado um importante papel para a manutenção destes no ambiente, principalmente através da transmissão vertical. Além disto, sua plasticidade ecológica representa um alto fator de risco para a introdução de arbovírus selváticos em áreas urbanas. Atualmente o Ae. albopictus se encontra amplamente disseminado no Brasil, apesar de sua introdução recente, criando um cenário interessante e ainda pouco explorado sobre as origens de infestação e a dinâmica evolutiva de suas populações no país. A diversidade no gene do canal de sódio regulado por voltagem (NaV) tem sido muito explorada em insetos vetores, principalmente devido ao interesse sobre alterações relacionadas à resistência a inseticidas piretroides e DDT. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar a diversidade do gene NaV em populações naturais de Ae. albopictus de todas as regiões do país. Para tanto, foi organizado um banco de DNA de espécimes de Ae. albopictus de 46 populações do Brasil, distribuídas em 20 estados, do qual foram feitos pools de DNA por população, utilizado para amplificar dois fragmentos do gene NaV (IIS6 e IIIS6). Estes produtos foram então sequenciados em plataforma Illumina e as sequências resultantes filtradas e organizadas pelo pipeline SeekDeep Foram feitas análises de frequência dos haplótipos observados, alinhamentos entres suas sequências, a fim de se descrever suas peculiaridades, além de inferências filogenéticas para sugerir possíveis relações de origem e derivação entre eles. Ao final, foram utilizadas 2,55 milhões de sequências, gerando uma média de cobertura de 119,5x. Observou-se uma variedade de 20 e 24 diferentes haplótipos para os fragmentos IIS6 e IIIS6, respectivamente, onde apenas substituições sinônimas foram observadas. No geral, a distribuição e as frequências de determinados haplótipos sugeriram uma regionalização. Por exemplo, os haplótipos do segmento IIS6 estão divididos em dois clados, onde um deles está mais concentrado nas populações da região Nordeste do Brasil. Adicionalmente, alguns haplótipos de ambos os segmentos do NaV foram encontrados exclusivamente em algumas regiões. Comparações com dados depositados no GenBank, revelaram similaridade de alguns haplótipos encontrados em populações da Malásia. Os resultados desse estudo sugerem ampla diversidade no gene NaV em populações de Ae. albopictus do Brasil, compatível com múltiplas introduções, além de convergências de variações nucleotídicas em diferentes haplótipos, que podem ser resultantes de algum processo de seleção natural. Análises subsequentes envolvendo marcadores neutros, somadas a este estudo, permitirão melhor definir a dinâmica evolutiva de Ae. albopictus do Brasil.
Abstract
Aedes albopictus mosquito, originally from the Asian continent, is one of the most succeeded invasive species in the world, which, although it is not considered a primary vector of the main arboviruses circulating in Brazil, has played an essential role in maintaining these in the environment, primarily through vertical transmission. Furthermore, its ecological plasticity represents a high-risk factor for the introduction of wild arboviruses in urban areas. Currently, Ae. albopictus is widely disseminated in Brazil, despite its recent introduction, creating an interesting and still underexplored scenario about the origins of infestation and the evolutionary dynamics of its populations in the country. The Voltage-regulated sodium channel gene (NaV) diversity has been widely explored in vector insects, mainly due to the interest in changes related to resistance to pyrethroid and DDT insecticides. Thus, this study aimed to evaluate the diversity of the NaV gene in natural populations of Ae. albopictus from all regions of the country. For this purpose, a DNA bank of specimens of Ae. albopictus from 46 populations in Brazil, distributed in 20 States, from which DNA pools were made per population, were used to amplify two fragments of the NaV gene (IIS6 and IIIS6) These products were then sequenced on an Illumina platform and as filtered sequences organized by the SeekDeep pipeline. Frequency and alignment analyses of the observed haplotypes were performed to define their peculiarities, and phylogenetic inferences to suggest possible relationships of origin and derivation among them. In the end, 2.55 million sequences were used, generating an average coverage of 119,5x. A variety of 20 and 24 different haplotypes were observed, for the IIS6 and IIIS6 fragments, respectively, within only synonymous substitutions. The overall haplotypes distribution and frequencies suggested some regionalization. For example, IIS6 haplotypes segments grouped into two clades, with one more distributed in the Northeastern populations. Additionally, some haplotypes of both NaV segments were found exclusively in some regions. Comparisons with data deposited in the GenBank revealed similarity of some haplotypes found in Malaysian populations. These research results suggest a broad diversity in the NaV gene in Brazilian Ae. albopictus populations, compatible with multiple introductions. In addition, the convergences of nucleotide variations in different haplotypes can be the result of natural selection processes. Subsequent analyzes involving neutral markers, added to this study, will allow a better definition of the evolutionary dynamics of Ae. albopictus from Brazil.
Keywords in Portuguese
FilogeniaAedes
Vetores de Doenças
Sequenciamento de Nucleotídeos em Larga Escala
Canais de Sódio Disparados por Voltagem
DeCS
FilogeniaAedes
Vetores de Doenças
Sequenciamento de Nucleotídeos em Larga Escala
Canais de Sódio Disparados por Voltagem
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