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Nov 06, 2023

Detecção de loci de repetição terminal longo derivados de retrovírus endógeno em aves da selva usando todo

Relatórios Científicos volume 13,

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 7380 (2023) Citar este artigo

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Os retrovírus endógenos (ERVs) são elementos genéticos presentes no genoma que retêm vestígios de infecções virais passadas. A caracterização de ERVs pode fornecer informações cruciais sobre a evolução das aves. Este estudo teve como objetivo identificar novos loci de repetição terminal longa (LTR) derivados de ERVs (ERV-LTRs) ausentes no genoma de referência, usando dados de sequenciamento do genoma completo de red junglefowl, junglefowl cinza, selva do Ceilão e selva verde. No total, 835 loci ERV-LTR foram identificados nas quatro espécies de Gallus. Os números de loci ERV-LTRs detectados em galos vermelhos e suas subespécies galos cinzentos, galos do Ceilão e galos verdes foram 362, 216, 193 e 128, respectivamente. A árvore filogenética foi congruente com as árvores relatadas anteriormente, sugerindo o potencial para inferir relações entre populações passadas de aves selvagens a partir dos loci ERV-LTR identificados. Dos loci detectados, 306 ERV-LTRs foram identificados próximos ou dentro dos genes, e alguns foram associados à adesão celular. As sequências ERV-LTR detectadas foram classificadas como família endógena de retrovírus aviário, subgrupo E do vírus da leucose aviária, Ovex-1 e ERVs relacionados ao vírus da leucemia murina. Além disso, a sequência da família EAV foi dividida em quatro padrões combinando as regiões U3, R e U5. Essas descobertas contribuem para uma compreensão mais abrangente das características dos ERVs de aves selvagens.

Após a infecção retroviral, o genoma viral é transcrito reversamente e integrado no genoma do hospedeiro como um provírus. Em princípio, o provírus tem todos os requisitos para sua replicação e consiste em uma região interna que codifica genes virais (gag, pro/pol e env), que são flanqueados por duas repetições terminais longas regulatórias (LTRs) idênticas na integração. Adjacente ao provírus está uma curta duplicação de sítio alvo (TSD) de 4-8 pb na sequência do genoma do hospedeiro gerada durante a integração. A transmissão vertical pode fazer com que esses vírus infectem células germinativas e tecidos reprodutivos, resultando na formação de retrovírus endógenos (ERVs) na prole. Gradualmente, os ERVs podem atingir uma alta frequência dentro das populações e, eventualmente, tornar-se fixos dentro das espécies1. ERVs aviários típicos incluem as famílias do vírus da leucose aviária (ALV) e retrovírus endógeno aviário (EAV). A família ALV compreende vários subgrupos, e os ERVs do subgrupo E, referidos como ALV-E, muitas vezes retêm alta integridade estrutural2. Uma sequência conhecida como EAV-HP dentro da família EAV não possui o gene pol, enquanto EAV-0 e EAV-51 possuem o gene pol, mas não possuem o gene env3. Tem sido sugerido que o ALV-E é detectado apenas em Gallus gallus, incluindo galinhas-do-mato (G. gallus gallus) e galinhas comerciais, enquanto a família EAV pode estar presente em diferentes espécies de Gallus3.

Aproximadamente 5% do genoma humano é derivado dos ERVs, enquanto os ERVs constituem aproximadamente 3% do genoma da galinha4,5. No entanto, é provável que haja um número significativo de ERVs que não foram descobertos em galinhas. Esses ERVs desempenharam um papel na formação da diversidade de espécies de aves e causaram perdas econômicas para a indústria avícola devido a doenças genéticas6,7,8. A caracterização dos ERVs fornecerá informações essenciais sobre a evolução das aves.

A análise do DNA mitocondrial indica que a galinha vermelha da selva é uma espécie ancestral de galinhas9,10. Além do galo vermelho, foram identificadas outras três espécies pertencentes ao gênero Gallus, o galo cinza (G. sonneratii), o galo ceilão (G. lafayetii) e o galo verde (G. varius). Jungalfowl vermelho é distribuído em grande parte do Sudeste Asiático e partes do sul da Ásia, enquanto as outras três espécies têm intervalos mais restritos como segue: Junglefowl cinza no centro e sul da Índia, Junglefowl Ceilão no Sri Lanka e Junglefowl verde em Java e ilhas vizinhas. Recentes estudos de genética molecular sugerem que várias espécies de Gallus contribuem para a composição genética da galinha. No entanto, a origem e a história da diversidade genética em galinhas permanecem apenas parcialmente compreendidas11,12,13. Neste estudo, o objetivo foi identificar os loci de LTR derivados de ERV (ERV-LTR) no genoma usando dados de todo o genoma do gênero Gallus, incluindo subespécies. Adicionalmente, comparando os loci ERV-LTR entre as espécies e as sequências detectadas de ERV-LTRs, as características dos ERV-LTRs do gênero Gallus foram esclarecidas.