Padrão de uso de códons em genes duplicados de Corynespora cassiicola
Authors:   , Cordeiro Angelo Gabriel Mendes 
Published: August 2024

Os genes duplicados podem seguir diferentes destinos evolutivos. Após eventos de duplicação, o acúmulo distinto de mutações não-sinônimas pode fazer com que os parálogos se tornem capazes de codificar produtos gênicos divergentes. Com o passar do tempo evolutivo, estes produtos podem adquirir funções complementares ou até mesmo funções distintas. Mutações sinônimas, ou silenciosas também podem alterar a estrutura ou a função de parálogos em famílias multigênicas. O acúmulo de mutações sinônimas altera o padrão de uso de códons e assim, potencialmente, modula diferencialmente a tradução do transcrito gerado por cada parálogo. Investigar o padrão de uso de códons em famílias multigênicas pode fornecer evidências importantes para o estudo evolutivo destas famílias e como este fenômeno pode contribuir para modular o repertório de produtos gênicos a disposição do organismo. Em patógenos, a investigação poderia ajudar a aprofundar a compreensão de eventos que acontece durante as interações patógeno-hospedeiro. Corynespora cassiicola é bastante conhecido por ser um fungo patogênico cosmopolita de alto índice de polifagia. Em seu genoma, este fungo acumula uma grande quantidade de genes com o potencial de serem efetores e, portanto, atuantes durante a sua interação com os distintos hospedeiros. As proteínas indutoras de necrose e que estimulam a produção de etileno (NLP), as enzimas do tipo pectinas metilesterases (PME) e as enzimas deuterolisina metaloproteases (M35) são exemplos de famílias multigênicas que estão presentes no genoma de Corynespora cassiicola. Membros destas famílias multigênicas possuem o potencial de atuarem como efetores durante as primeiras horas de infecção. Para o presente estudo, foram obtidos conjuntos de dados moleculares compostos por sequencias de DNA das famílias multigênicas NLP, PME e M35. Foram obtidos também dados de genes ortólogos de cópia única (single copy orthologs, SCO), que foram utilizados como conjunto de referência durante algumas análises. Por fim, foram conduzidas uma série de análises que mensuraram o viés de uso de códons e estimam vários parâmetros a ele associados. Os resultados mostraram que a grande maioria dos parálogos dentro de cada família exibiram preferência por códons ricos em bases nitrogenadas GC. Essa preferência por GC ocorreu principalmente em detrimento de A. Mesmo sendo constatado que genes diferentes compartilham códons preferenciais em comum, ficou evidenciado que existe mais de uma força moldando o padrão de uso de códons. No geral a maior influência é de pressão de mutação e principalmente seleção natural. Foi possível notar também que membros de uma mesma família genica podem ser afetados por diferentes forças evolutivas. Tal fato tornou difícil a tarefa de encontrar relações entre os padrões de uso de códons em membros mais próximos filogeneticamente. Outra descoberta interessante é que os parálogos que apresentaram os padrões de uso de códons mais distinto do conjunto de dados de referência foram os que apresentaram menores taxas de expressão. Esta descoberta indica uma possível relação entre os códons preferenciais de um organismo e a taxa de tradução e consequentemente expressão apresentada pelo mesmo. Palavras-chave: Evolução molecular; Fungos fitopatogênicos; Genes efetores; Mutação silenciosa; Viés de códons.