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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/60868
CARACTERIZAÇÃO DO CLUSTER DE GLUTATIONA-S- TRANSFERASES DA CLASSE EPSILON DE AEDES AEGYPTI E O SEU PAPEL NA RESISTÊNCIA AOS INSETICIDAS QUÍMICOS
Helvecio, Elisama | Date Issued:
2020
Author
Comittee Member
Affilliation
Universidade Federal de Pernambuco. Recife, PE, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Aggeu Magalhães. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Aggeu Magalhães. Recife, PE, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Aggeu Magalhães. Recife, PE, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Aggeu Magalhães. Recife, PE, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Aggeu Magalhães. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Aggeu Magalhães. Recife, PE, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Aggeu Magalhães. Recife, PE, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Aggeu Magalhães. Recife, PE, Brasil.
Abstract in Portuguese
As Glutationa S-transferases (GSTs), especialmente das classes Delta e Epsilon, atuam no
metabolismo de inseticidas que são usados para o controle de populações de insetos, porém o
seu papel na resistência ao temephos não está totalmente elucidado. Assim, foram objetivos
deste trabalho estudar o cluster de GSTs da classe Epsilon em populações de Aedes aegypti com
diferentes perfis de susceptibilidade ao temephos. Para tanto, foi estudado o papel molecular da
GSTE2 na resistência ao temephos em RecR, com a investigação de quatro polimorfismos de
aminoácidos exclusivos em RecR e sua influência na atividade enzimática da GSTE2. Foram
realizados ensaios de inibição da atividade enzimática utilizando o temephos como inibidor e
parâmetros cinéticos foram avaliados. A GSTE2 da RecR apresentou maior capacidade de
metabolização do substrato CDNB e o temephos se mostrou um inibidor fraco da GSTE2.
Também foi observado que as mutações atuam em conjunto e são responsáveis pelas mudanças
significativas nos parâmetros catalíticos em RecR. A diversidade genética do cluster Epsilon
foi avaliada em populações naturais de Ae. aegypti. As populações continentais do mosquito,
que sofreram pressão de seleção do temephos foram monomórficas para o cluster Epsilon. Nas
populações insulares, com ausência de pressão de seleção ao inseticida, os genes do cluster
foram polimórficos. Por último, foram investigados os perfis transcriptômicos de larvas de uma
linhagem resistente (RecR) comparado a uma colônia susceptível (RecL). A análise do
transcriptoma mapeou 6.084 genes, sendo 202 induzidos e 106 reprimidos na RecR. Em
indução foram identificados genes que estão associados ao metabolismo de lipídeos,
carboidratos e xenobióticos. Em repressão foram identificadas moléculas envolvidas com a
síntese de proteínas, imunidade e apoptose. Pode-se concluir que o cluster Epsilon
provavelmente está sendo selecionado em campo, sugerindo que ele exerce relevante papel na
sobrevivência da espécie.
Abstract
Glutathione S-transferases (GSTs), specifically from the Delta and Epsilon classes, act on the
metabolism of insecticides used to control insect populations, although their role in resistance
to some compounds is not yet fully elucidated. Thus, the aim of this work was to study the
cluster of GSTs of the Epsilon class in populations of Aedes aegypti with different susceptibility
profiles to temephos. For this purpose, the molecular role of GSTE2 in resistance to temephos
in RecR was studied, including the investigation of four exclusive polymorphisms of amino
acids in RecR and its influence on the enzymatic activity of GSTE2. The GSTE2 of RecR
showed a higher metabolism capacity of the CDNB substrate and temephos proved to be a weak
inhibitor of GSTE2. It was also observed that the mutations act together and are responsible for
significant changes in the catalytic parameters in RecR. The genetic diversity of the Epsilon
cluster was evaluated in natural populations of Ae. aegypti. The continental populations of the
mosquito, that were under pressure whith the selection of temephos, were monomorphic for the
Epsilon cluster. In island populations, without insecticide selection pressure, the cluster of
genes were polymorphic. Finally, the larvae transcriptomic profiles of a resistant strain (RecR)
compared to a susceptible colony (RecL) were investigated. The transcriptome analysis mapped
6,084 genes, of which 202 were up regulated including genes involved in metabolism of lipids,
carbohydrates, and xenobiotics, and 106 were down regulated in RecR, as some molecules
involved in protein synthesis, immunity, and apoptosis were identified. It can be concluded that
the Epsilon cluster is probably being selected in the field, suggesting that it play an important
role in the survival of the species.
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