Caracterização e análises citogenômicas de satelitomas de Serrasalmideos (Teleostei, Characiformes)

Abstract

Os DNAs satélites (satDNAs) constituem arranjos de sequências repetidas in tandem, variando de dezenas até milhares de repetições, que constituem a maior parte da heterocromatina, sendo geralmente encontrados nas regiões pericentroméricas e subteloméricas. Do ponto de vista citogenético, essas sequências são consideradas importantes marcadores cromossômicos, apresentando alta dinâmica evolutiva, tanto por sua característica saltatória nos genomas, quanto pela rápida diversificação de nucleotídeos, resultando na ampla existência de satDNAs espécie-específicos. Os Serrassalmídeos constituem uma família dentro de Characiformes e são conhecidos popularmente como peixes redondos. Animais desse grupo possuem grande importância econômica, pois fazem parte do segundo grupo mais produzido nas pisciculturas. Entretanto, os dados citogenéticos e genômicos desse grupo são escassos e apenas os números diplóides e a distribuição dos genes ribossômicos são conhecidos. O desenvolvimento de plataformas de Sequenciamento de Próxima Geração (NGS) junto de ferramentas bioinformáticas possibilitaram um estudo muito mais simples e eficiente sobre DNAs satélites. Com isso, o objetivo do estudo foi utilizar-se dessas ferramentas para investigar a compreender a evolução dessas sequências repetitivas dentro do genoma de indivíduos da família dos Serrasalmideos, a partir da caracterização e análise do satelitomas de diferentes espécies do grupo. Para isso, foi utilizado a pipeline Satminer juntamente com as ferramentas RepeatExplorer e TAREAN para a montagem dos satelitomas, seguidas de análises para identificar a diferenciação genética, dinâmica e evolução dessas sequências entre indivíduos do grupo, além de testar novos métodos de identificação de DNAs satélites. Os nossos resultados mostraram um alto nível de compartilhamento entre todas as espécies, seguindo os padrões propostos pela “hipótese library” além de apontar um déficit de informação gerado pelos métodos clássicos de caracterização de DNAS satélites

Satellite DNAs (satDNAs) constitute tandemly repeated sequences arrays, ranging from a few to hundreds of thousands of repetitions, constituting most of the heterochromatin and generally found in the pericentromeric and subtelomeric regions. From the cytogenetic point of view, these sequences are considered important chromosomal markers, presenting a high evolutionary dynamic, both for their jumping characteristic in the genomes and for the fast nucleotide diversification, resulting in the wide existence of species-specific satDNAs. Serrasalmids, known as round fish, are of economic importance, being part of the second most produced group in fish farms, even so, cytogenetic and genomic data of this group are scarce and only the diploid chromosome number and the distribution of ribosomal genes are known. The development of Next Generation Sequencing (NGS) platforms, with bioinformatics tools made possible a much simpler and more efficient study on satellite DNAs. Thus, the objective of the study was to use these tools to investigate and understand the evolution of these repetitive sequences within the genome of individuals from the Serrasalmids, based on the characterization and analysis of satellitomas of different species in the group. For this, the Satminer pipeline was used combined with the Repeatexplorer and TAREAN tools for the assembly of the satellitomas, followed by analyzes to identify the genetic differentiation, dynamics and evolution of these sequences between individuals in the group, besides to testing new methods of identifying satellite DNAs. Our results showed a high level of sharing among all species, following the patterns proposed by the “library hypothesis” we also point out a deficit of information generated by the classic methods of characterization of DNAS satellites.