Substrato genómico para as radiações adaptativas de ciclídeos africanos


Neolamprologus brichardi
Neolamprologus brichardi foi uma das cinco espécies que teve o genoma e transcriptoma sequenciados no presente trabalho.

A razão pela qual certos grupos de organismos têm um reduzido potencial para especiar, enquanto outros diversificam a taxas elevadas, não está convenientemente esclarecida.

Um grupo diverso de organismos, os ciclídeos dos três Grandes Lagos Africanos, é composto por cerca de 1500 espécies que terão tido origem durante os últimos 20 milhões de anos. A sua taxa de diversificação é de tal forma extraordinária que as radiações adaptativas dos lagos Malawi e Vitória apresentam as taxas de especiação sustentada mais elevadas entre os vertebrados.

As radiações dos três lagos apresentam paralelismos adaptativos que permitem a diferentes espécies explorar nichos distintos, mostrando comportamentos, morfologia, dieta, padrões de pigmentação e sistemas reprodutores muito variados, se não por vezes bizarros.

Um consórcio internacional envolvendo 27 instituições, do qual fazem parte dois investigadores portugueses afiliados em Basileia–Suíça, sequenciou os genomas e transcriptomas de cinco ciclídeos africanos, por forma a investigar os padrões de alterações genómicas potencialmente envolvidas na diversificação das várias linhagens de ciclídeos actuais.

Este trabalho de Brawand et al. (2014) mostra que são várias as potenciais fontes de alterações genómicas envolvidas nas radiações adaptativas. Entre elas contam-se (i) aumento de duplicações de genes, que ganham novos padrões de expressão, consistente com ganho de novas funções; (ii) evolução acelerada de genes codificantes; (iii) evolução acelerada de elementos reguladores, incluindo microRNAs; (iv) padrões de expressão complementar de microRNAs, que podem conferir maior precisão na regulação da expressão génica.

Curiosamente, muitos polimorfismos são ancestrais e partilhados por várias espécies dos três lagos. Esta partilha de diversidade genética pode ser explicada por um relaxamento das pressões selectivas no passado, permitindo acumulação e troca de variantes originando a diversificação subsequente. Ou por outro lado, terem sido selecionados e mantidos pela própria selecção natural durante a adaptação a nichos diferentes.De facto, resultados de genómica populacional indicam elevado número de SNPs (single nucleotide polimorphisms) sob selecção entre pares de espécies do Lago Vitória.

A publicação destes genomas abre novas perspectivas para trabalhos futuros em genómica da especiação.

Para mais informações podem consultar o artigo seguindo o link em baixo:
Brawand D, Wagner CE, Li YI, Malinsky M, Keller I, et al. (2014) The genomic substrate for adaptive radiation in African cichlid fish. Nature 513: 375–381. doi:10.1038/nature13726.

Ou consultar o site de Hugo Gante, um dos autores: http://hugofgante.com

Este trabalho foi desenvolvido por:
Broad Institute of MIT and Harvard, Cambridge, Massachusetts 02142, USA

David Brawand, Jason Turner-Maier, Jeremy Johnson, Hyun Ji Noh, Jessica Alföldi, Aaron Berlin, Leslie Gaffney, Sante Gnerre, David B. Jaffe, Marcia Lara, Iain MacCallum, Dariusz Przybylski, Filipe J. Ribeiro, Ted Sharpe, Ross Swofford, Louise Williams, Sarah Young, Shuangye Yin, Eric S. Lander, Kerstin Lindblad-Toh & Federica Di Palma

MRC Functional Genomics Unit, University of Oxford, Oxford OX1 3QX, UK

David Brawand, Yang I. Li, Wilfried Haerty, Luis Sanchez-Pulido & Chris P. Ponting

Department of Fish Ecology and Evolution, Eawag Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, Center for Ecology, Evolution & Biogeochemistry, CH-6047 Kastanienbaum, Switzerland

Catherine E. Wagner, Lucie Greuter, Salome Mwaiko & Ole Seehausen

Division of Aquatic Ecology, Institute of Ecology & Evolution, University of Bern, CH-3012 Bern, Switzerland

Catherine E. Wagner, Irene Keller, Lucie Greuter & Ole Seehausen

Gurdon Institute, Cambridge CB2 1QN, UK

Milan Malinsky & Eric A. Miska

Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton CB10 1SA, UK

Milan Malinsky, Bronwen Aken, Thibaut Hourlier & Steve Searle

Department of Biology, University of Konstanz, D-78457 Konstanz, Germany

Shaohua Fan, Oleg Simakov & Axel Meyer

European Molecular Biology Laboratory, 69117 Heidelberg, Germany

Oleg Simakov

Institute of Molecular and Cell Biology, A*STAR, 138673 Singapore

Alvin Y. Ng, Zhi Wei Lim, Alison P. Lee & Byrappa Venkatesh

Department of Biology, Reed College, Portland, Oregon 97202, USA

Etienne Bezault & Suzy C. P. Renn

Biology Department, Stanford University, Stanford, California 94305-5020, USA

Rosa Alcazar & Russell D. Fernald

Division of Biology and Biological Engineering, California Institute of Technology, Pasadena, California 91125, USA

Pamela Russell

Benaroya Research Institute at Virginia Mason, Seattle, Washington 98101, USA

Chris Amemiya

Institut Génétique et Développement, CNRS/University of Rennes, 35043 Rennes, France

Naoual Azzouzi, Frederique Barloy-Hubler, Francis Galibert, Richard Guyon & Michaelle Rakotomanga

CIRAD, Campus International de Baillarguet, TA B-110/A, 34398 Montpellier cedex 5, France

Jean-François Baroiller & Helena D’Cotta

School of Biology, Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia 30332-0230, USA

Ryan Bloomquist, Natalie S. Haddad & J. Todd Streelman

Department of Biology, University of Maryland, College Park, Maryland 20742, USA

Karen L. Carleton, Matthew A. Conte & Thomas D. Kocher

Animal Genetics, Institute of Animal Science, ARO, The Volcani Center, Bet-Dagan, 50250 Israel

Orly Eshel, Gideon Hulata & Micha Ron

Zoological Institute, University of Basel, CH-4051 Basel, Switzerland

Hugo F. Gante, Walter Salzburger & M. Emilia Santos

Department of Integrative Biology, Center for Computational Biology and Bioinformatics; The University of Texas at Austin, Austin, Texas 78712, USA

Rayna M. Harris & Hans A. Hofmann

Department of Biological Sciences, Tokyo Institute of Technology, Tokyo, 226-8501 Yokohama, Japan

Masato Nikaido, Hidenori Nishihara & Norihiro Okada

Systématique, Adaptation, Evolution, National Museum of Natural History, 75005 Paris, France

Catherine Ozouf-Costaz

Institute of Aquaculture, University of Stirling, Stirling FK9 4LA, UK

David J. Penman

Carnegie Institution of Washington, Department of Embryology, 3520 San Martin Drive Baltimore, Maryland 21218, USA

Frederick J. Tan

National Cheng Kung University, Tainan City, 704 Taiwan

Norihiro Okada

Science for Life Laboratory, Department of Medical Biochemistry and Microbiology, Uppsala University, 751 23 Uppsala, Sweden

Kerstin Lindblad-Toh

Vertebrate and Health Genomics, The Genome Analysis Centre, Norwich NR18 7UH, UK

Federica Di Palma

Este trabalho foi financiado por:
National Human Genome Research Institute
Swiss National Science Foundation
University of Oxford Nuffield Department of Medicine Prize Studentship
German Science Foundation
European Research Council Advanced Grant
Biomedical Research Council of A*STAR
European Research Council Starting Grant
Wellcome Trust

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