Publicação: Expressão gênica diferencial dos transcriptomas de túbulos de Malpighi de Melipona scutellaris expostos ao tiametoxam
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Data
Autores
Orientador
Malaspina, Osmar 
Ferro, Milene
Coorientador
Pós-graduação
Ciências Biológicas (Biologia Celular, Molecular e Microbiologia) - IBRC
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
No Brasil o consumo de inseticidas neonicotinóides, como o tiametoxam (TMX), é uma prática comum em culturas agrícolas. O uso indiscriminado de TMX afeta insetos não alvo, como as abelhas. Melipona scutellaris é uma espécie de abelha sem ferrão que foi inserida em uma lista do IBAMA, juntamente com o TMX, para que sejam realizados estudos toxicológicos. O presente estudo realizou uma análise de expressão gênica diferencial dos túbulos de Malpighi (Mt) de M. scutellaris expostas à CL50/100 do TMX por meio da análise transcriptômica. Além disso, foi avaliada a imunomarcação das proteínas de choque térmico (HSP) 70 e 90, juntamente com a busca por HSPs expressas no transcriptoma e a aplicação do método de TUNEL para detectar morte celular. Após a montagem de novo do transcriptoma, foram identificados 237 genes diferencialmente expressos (DEGs) e agrupados em nove clusters. Foram encontrados DEGs envolvidos em processos de destoxificação, excreção, regeneração tecidual, respiração celular, estresse oxidativo, apoptose, sinalização celular e sistema imune. A imunomarcação de HSP70 aumentou em um dia e diminuiu em oito dias de exposição ao TMX. Enquanto a HSP90 diminuiu em um dia e aumentou em oito. Já o método de TUNEL detectou fragmentação de DNA apenas em oito dias. Além disso, não existem DEGs relacionados a HSPs e por meio da análise de TPM (trascrits per milion) foi identificada que uma isoforma de HSP70 foi a proteína de choque térmico mais expressa. Considerando os resultados do transcriptoma, o metabolismo celular em Mt foi afetado principalmente após oito dias de exposição. Nove genes foram selecionados de diferentes clusters e validados por RT-qPCR. De acordo com nossos resultados, o TMX promove vários tipos de danos nas células dos Mt à nível molecular. Portanto, a interferência em diferentes processos celulares pode afetar diretamente a saúde de M. scutellaris, comprometendo funções essenciais dos Mt. Já os dados obtidos pela imunomarcação e análise do transcriptoma são conflitantes uma vez que não há nenhum DEG e a imunomarcação evidencia diferenças entre os grupos controle e exposto. Essas diferenças podem ser resultantes da alta sensibilidade desses imunomarcadores. O presente estudo foi o primeiro a avaliar os efeitos de um neonicotinóide na expressão gênica de uma abelha sem ferrão e evidencia a importância de análises moleculares para estudos ecotoxicológicos.
Resumo (inglês)
In Brazil, using neonicotinoid insecticides, such as thiamethoxam (TMX), is common in crops. The indiscriminate use of TMX affects non-target insects such as bees. For example, Melipona scutellaris is a species of stingless bee that was included in an IBAMA list, along with TMX, for toxicological studies to be carried out. The present study analyzed differential gene expression of Malpighian tubules (Mt) of foragers bees of M. scutellaris exposed to LC50/100 of TMX through transcriptomic analysis. In addition, the immunostaining of heat shock proteins (HSP) 70 and 90 were evaluated, searching for HSPs expressed in the transcriptome and applying the TUNEL method to detect cell death. After de novo assembly, 237 differentially expressed genes (DEGs) were identified and grouped into nine clusters. DEGs involved in detoxification, excretion, tissue regeneration, cellular respiration, oxidative stress, apoptosis, cell signaling, and the immune system were found. HSP70 immunostaining increased within one day and decreased within eight days of exposure to TMX. At the same time, HSP90 decreased by one day and increased by eight. The TUNEL method detected DNA fragmentation only in eight days. In addition, there are no DEGs related to HSPs, and through the analysis of TPM (transcripts per million), it was identified that HSP70 was the most expressed heat shock protein. Regarding the transcriptome results, cell metabolism in Mt was mainly affected after eight days of exposure. Nine genes were selected from different clusters and validated by RT-qPCR. According to our results, TMX promotes several types of damage in Mt cells at the molecular level. Therefore, interference in different cellular processes directly affects the health of M. scutellaris, compromising essential functions of Mt. The data obtained for HSPs (immunostaining and transcriptome analysis) are conflicting since there are no DEGs on the transcriptome. However, the immunostaining showed differences between the control and exposed groups. These differences may result from the high sensitivity of this immunomarkers. The present study was the first to evaluate the effects of a neonicotinoid on the gene expression of stingless bees and highlighted the importance of molecular analyzes for ecotoxicological studies.
Descrição
Palavras-chave
Abelha sem ferrão, Destoxificação, Neonicotinóides, Montagem de novo, Sequenciamento, HSP70, HSP90, Tunel, De novo assembly, Neonicotinoid, Stingless bee, Detoxification, Sequencing
Idioma
Português
