Caracterização genômica do gene Odysseus e elementos transponíveis associados no subgrupo Willistoni de Drosophila (Diptera, Drosophilidae)

Abstract

A esterilidade em machos híbridos é uma das principais barreiras de isolamento reprodutivo pós-zigóticas a surgir durante o processo de especiação. No entanto, as bases genéticas da esterilidade híbrida ainda são pouco conhecidas. Neste sentido, Odysseus (OdsH) foi o primeiro gene a ser caracterizado como gene de especiação, devido ao seu papel na diminuição de aptidão em machos híbridos em espécies irmãs do clado da Drosophila simulans, espécie de origem afrotropical pertencente ao grupo melanogaster. O gene OdsH surgiu da duplicação do gene unc-4 e possivelmente evoluiu a taxas mais aceleradas do que sua duplicata nessas espécies por meio de seleção positiva. De origem Neotropical, o subgrupo willistoni compreende seis espécies crípticas, as quais se apresentam em distintos níveis taxonômicos e com diferentes graus de isolamento reprodutivo, fornecendo excelentes organismos modelo para o estudo da especiação. Para verificar o status de assinatura evolutiva de OdsH nessas espécies irmãs, foi feita a caracterização genômica da região que compreende esses genes e análise de pressão seletiva de ortólogos OdsH no subgrupo willistoni, além da busca por elementos repetitivos. Os valores de dN/dS se mostraram bastante heterogêneos entre as espécies, entretanto, não se encontrou sinal de seleção positiva. Foi detectada a presença dos transposons Jockey e Mariner no primeiro íntron em duas subespécies de D. paulistorum, e a ausência de elementos repetitivos nas outras espécies. A análise de expressão transcricional e dos híbridos gerados fornecerão mais insights sobre o papel de OdsH-transposon no processo de especiação das subespécies de D. paulistorum.

Sterility in hybrid male is one of the main post-zygotic barriers to emerge during the speciation process. However, the genetic basis of hybrid sterility is still poorly understood. In this sense, Odysseus (OdsH) was the first gene to be characterized as a speciation gene, due to its role in decreasing fitness in hybrid males from sibling species of the Drosophila simulans clade, which belong to the afrotropical melanogaster group. The OdsH gene arose from the duplication of the unc-4 gene and is believed to have evolved at faster rates than its duplicate in these species, through positive selection. The neotropical willistoni subgroup comprises six cryptic species, which present distinct taxonomic levels and degrees of reproductive isolation. Thus, these species are excellent model organisms to study speciation. To verify the evolutionary signature status of OdsH in these sibling species, genomic characterization and selective pressure analysis of OdsH orthologs in the willistoni subgroup were performed, including the search of repetitive elements. The values of dN/dS were very heterogeneous, however, there was no sign of positive selection. The presence of Jockey and Mariner transposons was detected in the first intron in two D. paulistorum subspecies, while repetitive sequences were absent in this region in the other species. Further analyses of transcriptional expression and hybrids produced in this study will give insights on the role of OdsH-transposon in the process of speciation in D. paulistorum subspecies.