Análise de seleção mitogenômica dos genes ATP6, COI e ND5 nos Hexacorallia e Ceriantharia (Cnidaria)

Abstract

Genes mitocondriais evoluem relativamente mais rápido do que genes nucleares, portanto, essa abordagem tem sido mais apropriada para traçar a evolução recente de diversos grupos de eucariotos. Porém, genes mitocondriais de certos antozoários (Cnidaria) geralmente evoluem 10-100x mais devagar do que os genes do núcleo. Considerando essa peculiaridade destes genes mitocondriais, têm-se aumentado a utilidade potencial destes genes para inferir relações filogenéticas mais profundas entre as famílias e ordens de Anthozoa, um grupo de organismos que compartilharam um último ancestral em comum no período pré-Cambriano. O presente trabalho analisou a presença de seleção mitogenômica e a potencial relação a eventos de adaptação dos genes ATP6, COI e ND5 nos grupos de Hexacorallia e Ceriantharia (Anthozoa:Cnidaria) com diferentes abordagens metodológicas. Os resultados reforçam um cenário complexo, como destacado em trabalhos recentes. Por exemplo, vários dos genes mitocondriais entendidos como fonte da maior variabilidade genética, como o gene COI, não resultaram como aqueles com maior diversidade genética. Os genes analisados apresentaram seleção positiva em quase todos os casos, com exceção da análise do gene ATP6 (método BUSTED). Genes avaliados descrevem padrões históricos diferentes, destacando uma história complexa ao considerar a mitocôndria como um genoma de grande relevância para os organismos em estudo. Nosso resultado destaca espécies e clados onde a seleção atuou de forma heterogênea, como nos Scleractinia. Estudos como o presente projeto, da literatura recente e do futuro próximo com abordagem comparativa serão de grande valor para aprimorar nosso conhecimento da macroevolução dos antozoários, com destaque para os Hexacorallia e Ceriantharia.

Mitochondrial genes evolve relatively faster than nuclear genes, thus using this approach has been more useful for inferring recent evolution in several eukaryotic clades. However, anthozoan mitochondrial genes generally evolve 10-100x slower than nuclear genes. Considering this peculiarity in these mitochondrial genes, the potential usefulness of these genes to infer deeper phylogenetic relationships between families and orders of Anthozoa, a group of organisms that shared a last common ancestor in the Precambrian period, has increased. The present work analyzes the presence of mitogenomic selection and its potential relation to adaptation events of ATP6, COI and ND5 genes in groups of Hexacorallia and Ceriantharia (Anthozoa:Cnidaria) based on different methodological approaches. Our results reinforce a complex scenario, as highlighted in recent studies on Anthozoans. For example, several of the mitochondrial genes understood as a source of high genetic variability, such as the COI gene, did not turn out to be those with the greatest genetic diversity. The analyzed genes indicated positive selection in almost all cases, with the exception of the ATP6 gene analysis (BUSTED method). Analyzed genes describe different historical patterns, highlighting a complex history when considering mitochondria as a great relevant genome for the organisms under study. Our result highlights species and clades where selection acted heterogeneously, as in Scleractinia. Studies such as the present project, the recent literature and the near future with a comparative approach will be of great value to improve our knowledge of the macroevolution of anthozoans, with emphasis on Hexacorallia and Ceriantharia.