Estrutura e organização de DNAs satélites no genoma do lambari Psalidodon paranae (Teleostei, Characiformes)

Abstract

Os genomas dos organismos eucariotos estão repletos de sequências de DNA repetitivos. Dentre eles, os DNAs satélites (satDNAs) constituídos em arranjos de sequências repetidas em tandem. Historicamente, técnicas distintas foram utilizadas para o isolamento e caracterização destes satDNAs, porém o advento de tecnologias de Sequenciamento de Nova Geração (NGS), possibilitou a utilização de reads curtos, que juntos a ferramentas bioinformáticas, foi decisivo para estudos que permitiram a caracterização de coleções de satDNAs (satelitomas) de uma espécie. O primeiro satelitoma caracterizado em peixes foi realizado na espécie Psalidodon paranae, com a utilização da pipeline RepeatExplorer1 e revelou uma quantidade significativa deste tipo de sequência no genoma deste organismo, incluindo várias famílias presentes no cromossomo B desta espécie. Com isso, o objetivo inicial do estudo foi utilizar de uma nova pipeline, o TAREAN, para uma reavaliação do satelitoma da espécie P. paranae e uma comparação entre diferentes pipelines usadas para a caracterização destas sequências, o que resultou em 56 novas famílias caracterizadas para esta espécie. Com o sequenciamento de seis novas bibliotecas de reads curtos de P. paranae, três indivíduos contendo cromossomo B e três indivíduos não contendo, foram apresentados dados de abundância de todo este satelitoma, com enfoque em satélites presentes no cromossomo B. Os resultados evidenciaram um satélite caracterizado por TAREAN mais abundantes que o ApaSat02, que até o atual trabalho era o segundo mais abundante da espécie, novos quatro DNAs satélites mais abundantes que o ApaSat03, além de novos satélites muito presentes nos cromossomos B da espécie, apresentando essa pipeline como um grande auxílio para a expansão dos satelitomas anteriormente caracterizados. Além disso, uma análise mais detalhada em reads longos possibilitou a estudo de como cada DNA satélite do catálogo é estruturado ao longo do genoma de Psalidodon paranae, apresentando seu tamanho médio e o valor máximo atingindo de cada arrays destes DNAs satélites, auxiliando na explicação destes possuírem ou não uma sinais a nível cromossômico e nos apontando futuros candidatos a aplicação da técnica de FISH.

The genomes of eukaryotic organisms have a large number of repetitive DNA 99 sequences. Among them, the satellite DNAs (satDNAs) constitute arrays of tandem 100 repeated sequences. Historically, different techniques were used for the 101 characterization of satDNAs, the advent of Next Generation Sequencing (NGS) 102 technologies enabled the use of short reads, with bioinformatics tools, was decisive 103 for studies that allowed the characterization collections of satDNAs (satellitomes)in 104 a specie. The first fish satellitome characterized was for the species Psalidodon 105 paranae, characterized using the pipeline RepeatExplorer1 and revealed a 106 significant amount of this type of sequence in the genome of this organism, 107 including several families present in the B chromosome of this species. Thus, the 108 initial objective of this study was using a new pipeline, TAREAN, to expand the 109 satellite of the Psalidodon paranae and a comparison between different pipelines 110 used for the characterization of these sequences, which resulted in 56 new families 111 characterized for this species. We perform the sequencing of six new libraries of 112 short reads of P. paranae, three individuals containing B chromosome and three 113 individuals not containing, abundance of all this satelitome were calculated, 114 focusing on satellites present in the B chromosome. Resulting in a satellite 115 characterized by TAREAN more abundant than ApaSat02, until the current work the 116 second most abundant of this species, in addition to four others more abundant 117 than ApaSat03, and new satellites very present in the B chromosomes of the 118 species, contributing for the expansion of previously characterized satellites. In 119 addition, a detailed analysis of long reads was performed and presented the 120 average size and the maximum value reached for each array of these satellite DNAs 121 of the Psalidodon paranae species, helping to explain the chromosomal signaling of 122 these satellite DNAs.