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dc.contributor.authorJaskot, Michael Christopher
dc.date.accessioned2018-07-03T18:28:15Z
dc.date.available2018-07-03T18:28:15Z
dc.date.issued2018-06-04
dc.identifier.citationJASKOT, Michael Christopher. Expressão gênica no desenvolvimento adulto de operárias de Frieseomelitta varia. 2018. Dissertação (Mestrado em Genética Evolutiva e Biologia Molecular) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2018. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10254.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10254
dc.description.abstractGlobal declines in pollinators have served as the impetus for the widespread study of hymenopterans. The molecular processes controlling detoxification and antioxidant pathways are of supreme importance to insects that are in contact with the possible causes of these declines, such as pesticides, xenobiotics and pathogens. As hymenopterans such as Apis mellifera have been thoroughly studied with regards to their genetics and hormone titers, we desired to uncover if similar molecular characteristics are found in less-frequently managed eusocial bees. The phenomenon of temporal polyethism, present in numerous bee species, can also be investigated with regard to the modulation of genetic expression across age and task groups. However, the levels of genetic expression among detoxification, xenobiotic degradation, antioxidant, defense, developmental and ageing pathways in the Brazilian stingless bee Frieseomelitta varia are not studied and specific information pertaining to these processes are generally unknown to science. In this study, variations in the genetic expression of genes from different families and functional categories (related to the progression of adult development (longevity/ageing) and/or involved in the general mechanisms of defense (detoxification/xenobiotics, antioxidants and the immune system)) were investigated in workers of the bee Frieseomelitta varia by means of semiquantitative RT-PCR (Reverse Transcriptase Chain Reaction) in three age groups: new workers (~ 0-5 days), intermediates (~ 12-19 days) and foragers (~ 29-50 days). P450 6aq1 showed uniform expression in the three groups, while two genes from the same family, shade and spook, were up regulated in new bees. The antioxidants sod and cat were expressed with the same pattern of up regulation in new and intermediate bees. Relish and dorsal, transcription factors in defense pathways, were up regulated in new bees. High levels of gst-s1 and gst-s4 transcripts were found, signifying that in the three groups detoxification pathways are active. Transcriptome data was also analyzed (RNA-seq, Illumuna) using the integument of recently-emerged workers and foragers. RT-PCR and RNA-seq data demonstrate that the molecular behavior of some genes found in other species, such as A. mellifera, is similar to what is observed in F. varia. Coinciding with scientific literature, the gene coding for juvenile hormone esterase (jhe) is expressed in similar levels in new and intermediate bees, and both significantly more expressed than in foragers. The gene coding for vitellogenin (vg) showed to be greatly expressed in the intermediate phase, compared to the lower levels found in new and foraging bees. Such data suggest that the double repressor hypothesis of juvenile hormone and vg, described in A. mellifera, is also valid for F. varia adults RNA-seq data was also compiled and analyzed for P450, GST and CCE families as well as other detoxification and metabolic pathway constituents. P450 genes were generally found to be up regulated in foragers, suggesting more of a detoxification role rather than developmental. Two of the three GST genes surveyed were found to be highly up regulated in newly emerged adults. Expression of antioxidant genes varied greatly, suggesting specific roles for each protein at a certain developmental stage. Expression of developmental genes also varied, yet several of the gene surveyed, chico, foxo, calponin and kruppel were concomitantly expressed do to their interdependence in molecular circuitry. Genes such as hexamarin-110 and hexamarin-70b were found to be extremely up regulated in newly emerged adults, agreeing with their known role in amino acid storage to facilitate growth during adult stages. Of great interest was the almost universal up regulation of immune response and defense genes in foragers, bolstering the assertion that these individuals will need higher levels of antimicrobial peptides (AMPs) to defend themselves from pathogens located outside of the hive. The use of F. varia in research has shown the importance of understanding the genetic processes in all hymenopterans, while adding information to the data of already well-known species, such as A. mellifera.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso abertopor
dc.subjectExpressão gênicapor
dc.subjectAbelhaspor
dc.subjectDetoxificaçãopor
dc.subjectXenobióticospor
dc.subjectFrieseomelitta varialat
dc.subjectGene expressioneng
dc.subjectBeeseng
dc.subjectDetoxificationeng
dc.subjectXenobioticseng
dc.subjectAntioxidantseng
dc.titleExpressão gênica no desenvolvimento adulto de operárias de Frieseomelitta variapor
dc.title.alternativeGenetic expression in the adult development of Frieseomelitta varia workerseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Nunes, Francis de Morais Franco
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1974857490729279por
dc.description.resumoO declínio global de polinizadores serviu de estímulo para o amplo estudo dos himenópteros. Os processos moleculares que controlam as vias de desintoxicação e antioxidantes são de suma importância para os insetos que estão em contato com as possíveis causas desses declínios: pesticidas, xenobióticos e patógenos. Himenópteros como a Apis mellifera foram minuciosamente estudados em relação à sua genética e títulos de hormônios. Investigamos se características moleculares semelhantes são encontradas em abelhas eusociais menos frequentemente usadas em polinização comercial. O fenômeno do polietismo temporal, presente em numerosas espécies de abelhas, também pode ser investigado em relação à modulação da expressão genética durante a progressão do desenvolvimento dos indivíduos adultos. Os níveis de expressão genética entre as vias de detoxificação, degradação xenobióticos, antioxidantes, defesa, desenvolvimento e envelhecimento na abelha sem ferrão do gênero Frieseomelitta não foram estudados até o momento, e informações específicas ligadas a esses processos são ainda desconhecidas pela ciência. Nesta pesquisa, as variações da expressão gênica de genes de diferentes famílias e categorias funcionais (relacionados à progressão do desenvolvimento adulto (longevidade/envelhecimento) e/ou envolvidos com mecanismos gerais de defesa (detoxificação/xenobióticos, antioxidantes e sistema imunológico)) foram investigadas em operárias da abelha Frieseomelitta varia por meio de RT-PCR (Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction) semiquantitativa em três grupos etários: operárias novas (~ 0-5dias), intermediárias (~ 12-19 dias) e forrageiras (~ 29-50 dias). P450 6aq1 exibiu expressão uniforme nos três grupos, porém dois genes da mesma família que são participantes na via de ecdysone, shade e spook foram up regulados em abelhas novas. Os antioxidantes sod e cat foram expressos com a mesmo padrão de ser up regulados em abelhas novas e intermediárias. Relish e dorsal, fatores de transcrição nas vias de defesa, também mostraram expressão igual e foram up regulados em abelhas novas. Níveis altos dos transcritos de gst-s1 e gst-s4 foram encontrados, significando que nos três grupos etários as vias de detoxificação são ativas. Também foram analisados dados de transcriptoma (RNA-seq, Illumina) de tegumento de operárias recém-emergidas e forrageiras. Dados de RT-PCR e RNA-seq demonstram que o comportamento molecular de alguns genes encontrados em outras espécies, como A. mellifera, é similar ao observado em F. varia. Coincidindo com a literatura científica, encontramos que o gene codificador da esterase do hormônio juvenil (juvenile hormone esterase, jhe) é expresso em níveis semelhantes em abelhas novas e intermediárias e ambos comparativamente mais altos do que em forrageiras. O gene codificador de vitelogenina (vitellogenin, vg) mostrou-se bastante expressa na fase intermediária, comparado aos níveis mais basais encontrados em operárias mais novas e em forrageiras. Estes dados sugerem que a hipótese do duplo repressor entre o hormônio juvenil e a vg, descrita para A. mellifera, também seja válida para operárias adultas de F. varia. A análise dos dados de RNA-seq teve foco nas famílias P450, GST e CCE, bem como outros constituintes das vias de desenvolvimento, genes antioxidantes e do sistema imunológico. Constatou-se que a maioria dos genes do clado P450 analisados são up regulados em forrageiras, sugerindo que estes exercem papéis mais evidentes nos processos de desintoxicação do que de desenvolvimento. Dois dos três genes GST pesquisados ​​foram altamente regulados em adultas recém-emergidas. A expressão de genes antioxidantes variou bastante, sugerindo papéis específicos para cada proteína em um determinado estágio de desenvolvimento do tegumento. A expressão dos genes do desenvolvimento também variou, mas alguns dos genes pesquisados, chico, foxo, calponina e kruppel sugerem um circuito molecular com expressão interdependente. Os genes hexamarin-110 e hexamarin-70b são extremamente up reguladas em adultas recém-emergidas, concordando com seu papel conhecido no armazenamento de aminoácidos para facilitar o crescimento durante os demais estágios adultos. Já a regulação de genes de resposta imunológica e de defesa mostrou-se mais efetiva em forrageiras, reforçando que esses fenótipos dependem de níveis mais altos de peptídeos antimicrobianos (AMPs) para se defenderem de patógenos e outras formas de estresse em virtude dos comportamentos fora das colmeias. O uso da F. varia na pesquisa mostrou a importância de compreender os processos genéticos em todos os himenópteros, acrescentando informações valiosas aos dados conhecidos para espécies mais estudadas, como A. mellifera.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEvpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::GENETICA ANIMALpor
dc.ufscar.embargo12 meses após a data da defesapor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/5334560703511061por


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