Relações evolutivas na família gênica DUF92 em plantas: uma abordagem genômica comparativa e transcricional

Abstract

Muitos dos genes identificados hoje nos genomas completos, por possuírem função desconhecida, são chamados coletivamente de DUFs (em inglês, “Domains of unknown function”). Um exemplo é a família DUF92 (código Interpro IPR009724) que corresponde a proteínas transmembrana representadas por genes de cópia única em animais. No entanto, a planta modelo Arabidopsis thaliana possui dois genes parálogos com este domínio, que tiveram suas funções descobertas recentemente. Um deles, At5g19930 (AtPGR), é sugerido como um potencial regulador responsivo à glicose no metabolismo de carboidratos nas plantas e é pouco expresso em órgãos que fazem fotossíntese. O outro parálogo, At1g78620 (VTE6), é um gene crucial na biossíntese de tocoferol (vitamina E), com alta expressão em folhas. Não se sabe, até o momento, qual a organização genômica de genes com domínio DUF92 em outras espécies vegetais com genoma sequenciado. Com isso, o objetivo do trabalho foi elucidar a história evolutiva do domínio DUF92 em plantas, para verificar se a duplicação e especialização presente no genoma de A. thaliana é um fenômeno também presente em outras espécies vegetais. Encontramos 51 genes codificantes do domínio DUF92 em 17 espécies vegetais angiospermas, das quais 10 espécies são eudicotiledôneas e sete monocotiledôneas além da angiosperma basal Amborella trichopoda. Em uma análise filogenética por máxima verossimilhança foi evidenciado a formação de dois grupos filogenéticos na família gênica que refletem o perfil observado em Arabidopsis - denominados aqui como clado PGR e clado VTE6. Identificou-se que em monocotiledôneas há uma uma aparente expansão do clado PGR em relação as eudicotiledôneas. A partir de dados públicos de RNA-seq observamos que genes do o clado PGR apresenta maiores níveis de expressão em raiz em comparação a folha, enquanto o clado VTE6 apresentou um perfil oposto de expressão, sugerindo subfuncionalização dos genes parálogos aqui analisados. Com isso, este estudo realizou uma classificação diferencial das sequências DUF92 e a indicação de subfamílias dentro dessa família multigênica.