Orientador: Marcelo Lancellotti

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: Em 1998, foi relatada a transferência lateral do gene sodC do gênero Haemophilus para a espécie Neisseria meningitidis. Sabe-se que, nestes dois grupos a dinâmica deste gene é bastante distinta. Este trabalho tem por objetivo estimar árvores filogenéticas que possam apontar qual a espécie do...

Resumo: Em 1998, foi relatada a transferência lateral do gene sodC do gênero Haemophilus para a espécie Neisseria meningitidis. Sabe-se que, nestes dois grupos a dinâmica deste gene é bastante distinta. Este trabalho tem por objetivo estimar árvores filogenéticas que possam apontar qual a espécie do gênero Haemophilus compartilhou o gene sodC com a espécie N. meningitidis. Testes de seleção positiva foram empregados no intuito de avaliar quais forças evolutivas estão subjacentes ao processo de diversificação molecular do gene nestas espécies ao longo do tempo. Além disso, foi realizada uma modelagem protéica computacional por homogia para avaliar quais substituições de aminoácidos tinham impacto no processo adaptativo da enzima nas espécies consideradas. Ao se reconstruir uma filogenia para o gene sodC, foi constatado que a origem deste gene na espécie H. influenzae é distinta. Um grupo de linhagens recebeu o gene, provavelmente por transferência lateral, da espécie H. haemolyticus, enquanto o outro grupo recebeu o gene da espécie H. parainfluenzae. Neste grupo, o gene sofreu pseudogeneização. Foi observado também que as sequências de N. meningitidis agrupam com as sequências que compartilham um ancestral comum com a espécie H. haemolyticus, porém as sequências do meningococo formam um ramo distinto dentro deste clado. Dada à alta clonalidade das sequências de N. meningitidis, foi constatado que o evento de transferência lateral de genes foi muito recente na escala do tempo. O teste de seleção positiva demonstrou que seleção positiva está atuando especificamente no ramo da árvore que compartilha um ancestral comum com a espécie H. haemolyticus, através da modificação de uma alanina por uma serina na posição 72, embora a nota geral da árvore tenha sido menor que 1. Sabe-se que pseudogenes, por não codificarem uma proteína ativa e, portanto, por não estarem sob nenhum tipo de restrição funcional, estão sob uma ação maior da deriva genética. Portanto, diferentes forças evolutivas estão governando a evolução deste gene nas espécies consideradas. A modelagem protéica concluiu que tal modificação contribuiu para o aumento do potencial redox do sítio ativo. Desta forma, a ação da seleção positiva sob um único resíduo de aminoácido foi benéfica para a função da enzima como um todo

Abstract: In 1998, it was reported the lateral transfer of the sodC gene from the genus Haemophilus to Neisseria meningitidis. It is known that this two groups show a quite distinct dynamics of this gene. This study aims to estimate phylogenetic trees that might point to which species of the genus...

Abstract: In 1998, it was reported the lateral transfer of the sodC gene from the genus Haemophilus to Neisseria meningitidis. It is known that this two groups show a quite distinct dynamics of this gene. This study aims to estimate phylogenetic trees that might point to which species of the genus Haemophilus shared the sodC gene with N. meningitidis. In addition, tests of positive selection were employed in order to assess which evolutionary forces are governing the process of molecular diversification of the gene in these species through time. Moreover, we performed a computational protein modeling by homology to asses which amino acids substitutions had an impact on the adaptative process of the enzyme in the species considered. A phylogeny of the sodC gene was reconstructed and it was found that this gene in H. influenzae has two different origins. A group of lineages has received the gene, probably by lateral transfer, from H. haemolyticus, whereas the other group has received the gene from H. parainfluenzae. In the latter, the gene has become a pseudogene. It was also observed that the sequences from N. meningitides group together with those sequences that share a common ancestor with H. haemolyticus, but they form a distinct branch within this clade. Given the high clonality of the sequences from N. meningitidis, it was found that the lateral gene transfer event is very recent in the time scale. A test of positive selection showed that positive selection is acting specifically in the branch that shares a common ancestor with H. haemolyticus through the substitution of an alanine to a serine at position 72, though the overall score of the tree is less than one. It is known that pseudogenes do not encode active proteins and therefore they are not under any kind of functional constraints, so they are under greater influence of genetic drift. Thus, it was concluded that different forces are driving the evolution of this gene in the species considered here. Protein modeling concluded that this modification contributed to the increase in the redox potencial of the active site. Thus the action of positive selection under a single amino acid residue was beneficial to the function of the enzyme as whole