Orientador: Stephen Hyslop

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas

Resumo: O estudo do transcriptoma de bibliotecas de cDNA da glândula venenífera de serpentes, realizado a partir da análise de ESTs (expressed sequence tags), tem se mostrado útil na identificação de genes expressos neste tecido, inclusive no gênero Bothrops, responsável pela maioria dos acidentes...

Resumo: O estudo do transcriptoma de bibliotecas de cDNA da glândula venenífera de serpentes, realizado a partir da análise de ESTs (expressed sequence tags), tem se mostrado útil na identificação de genes expressos neste tecido, inclusive no gênero Bothrops, responsável pela maioria dos acidentes ofídicos no Brasil. Neste trabalho utilizamos uma abordagem transcriptômica para analisar a composição gênica da glândula venenífera da serpente Bothrops alternatus, uma espécie encontrada no sudeste e sul do Brasil, Uruguai, norte da Argentina e leste do Paraguai. Também clonamos e caracterizamos parcialmente a enzima dipeptidilpeptidase IV (DPP IV), uma enzima que cliva peptídeos com prolina ou alanina na penúltima posição em sua porção N-terminal e que tem sido detectada em diversas peçonhas ofídicas. A construção de bibliotecas de cDNA usando métodos convencionais de clonagem, sequenciamento e análise bioinformática resultou em 5,350 ESTs que foram reunidas em 838 contigs and 4512 singletons. Pesquisas a partir de bancos de dados relevantes (BLAST) mostraram 30% de hits e 70% no-hits. Os transcritos relacionados a toxinas correspondem a 23% do total de transcritos e 78% dos hits, respectivamente. A análise por ontologia gênica (GO) detectou genes relacionados ao metabolismo geral, transcrição, tradução, processamento, degradação de polipeptídeos, funções estruturais, e regulação celular. Os principais grupos de toxinas identificados foram metaloproteinases (81%), peptídeos potenciadores da bradicinina/peptídeos natriuréticos do tipo C (8,8%), fosfolipases 'A IND. 2' ('PLA IND. 2'; 5,6%), serinoproteinases (1.9%) e lectinas do tipo C (1,5%). As metaloproteinases eram quase queexclusivamente da classe PIII, com poucas da classe PII e nenhuma da classe PI. As 'PLA IND. 2' eram todas ácidas; nenhuma 'PLA IND. 2' básica foi detectada. Outras toxinas encontradas incluíram a L-aminoácido oxidase, proteínas secretadas ricas em cisteína, DPP IV, hialuronidase, toxinas three-finger e ohanina. Foram identificadas duas proteínas não-tóxicas, a tioredoxina e a Dusp6 (fosfatase de dupla especificidade) que mostraram alto grau de similaridade a proteínas semelhantes de outras serpentes. Também foram observados polimorfismos de nucleotídeos únicos (SNPs - single-nucleotide polymorphisms), microssatélites, transposons e repetições invertidas, todos os quais podem contribuir de alguma forma para a multiplicidade de toxinas na glândula. Estes resultados mostram que a glândula venenífera de B. alternatus possui as principais classes de toxinas encontradas em estudos transcriptômicos e proteômicos de outras espécies botrópicas. ... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital

Abstract: Transcriptomic studies of snake venom gland cDNA based on the analysis of expressed sequence tags (ESTs) have been useful in identifying the genes expressed in this organ in a variety of species, including the genus Bothrops, which is responsible for most venomous snakebites in Brazil. In...

Abstract: Transcriptomic studies of snake venom gland cDNA based on the analysis of expressed sequence tags (ESTs) have been useful in identifying the genes expressed in this organ in a variety of species, including the genus Bothrops, which is responsible for most venomous snakebites in Brazil. In this work, we used a transcriptomic approach to analyze the gene composition of the venom gland of Bothrops alternatus (urutu), a species found in southeastern and southern Brazil, Uruguay, northern Argentina e eastern Paraguay. We also cloned and partially characterized dipeptidylpeptidase IV (DPP IV), an enzyme that cleaves peptides with proline or alanine as the penultimate residue in the N-terminal region and has been identified in several snake venoms. A cDNA library constructed using conventional methods of cloning, sequencing and bioinformatic analysis yielded 5,350 ESTs that formed 838 contigs and 4512 singletons. Databank BLAST searches yielded 30% hits and 70% no-hits. Toxin-related transcripts accounted for 23% of the total transcripts and 78% of the hits. Gene ontology analysis detected genes related to general metabolism, transcription, translation, processing, polypeptide degradation, structural functions and cellular regulation. The main toxin groups identified were metalloproteinases (81%), bradykinin-potentiating peptides/C-type natriuretic peptides (8.8%), phospholipases 'A IND. 2' ('PLA IND. 2'; 5.6%), serine proteinases (1.9%) and C-type lectins (1.5%). Metalloproteinases were almost exclusively class PIII, with few class PII and no class PI enzymes. The 'PLA IND. 2' were all acidic; no basic 'PLA IND. 2' were detected. Other toxins identified included L-amino acid oxidase, cysteine-rich secretory proteins, DPP IV, hyaluronidase, three-finger toxins and ohanin. Two non-toxic proteins, thioredoxin and a dual specificity phosphatase (Dusp6), shared high sequence homology with similar proteins from other snakes. Single-nucleotide polymorphisms (SNPs), microsatellites, transposons and inverted repeats were also observed and may contribute to the toxin diversity of the gland. These results show that the venom gland of B. alternatus contains the major toxin classes identified in transcriptomic and proteomic studies of other Bothrops species. The predominance of class PIII metalloproteinases agrees with the hemorrhagic activity of this venom, while the low content of serine proteinases and C-type lectins could account for the less intense coagulopathy observed after envenoming by this species. The lack of basic 'PLA IND. 2' agrees with the lower myotoxicity of this venom compared to other Bothrops species. ... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations