Navegando por Assunto "Opsinas"

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Acesso aberto (Open Access)
A base molecular das adaptações visuais nos genes das opsinas de Anableps anableps e Phreatobius cisternarum através da análise de transcriptoma
(Universidade Federal do Pará, 2019-03-14) MARILUZ, Bertha Ruth Zelada; SCHNEIDER, Patrícia Neiva Coelho; http://lattes.cnpq.br/9584217233879031
Embora os olhos de vertebrados compartilhem a mesma organização geral, muitas espécies desenvolveram especializações que melhoram sua percepção visual do ambiente. Essas especializações são frequentemente refletidas em uma variedade de adaptações visuais que envolvem mudanças na sensibilidade visual, que por sua vez podem ser moduladas pela variação no número de fotorreceptores, pela alteração dos pigmentos visuais ou pela combinação de ambos os mecanismos. No caso das mudanças adaptativas nos pigmentos, estes podem ocorrer devido a diferenças estruturais, no padrão de expressão e no tamanho do repertório dos genes da família das opsinas. No entanto, muito pouco se sabe sobre mudanças adaptativas em pigmentos para ambientes aquáticos com luminosidade diferente. Esta investigação tem por finalidade avaliar a base molecular das adaptações visuais nos genes das opsinas de Anableps anableps e Phreatobius cisternarum, espécies de ambientes de luminosidade diferentes, a primeira de um ambiente de superfície e a segunda de um habitat subterrâneo, através da análise de transcriptoma. Esta investigação compreende dois capítulos. O primeiro capítulo aborda o estudo da espécie Anableps anableps. Combinamos as análises de RNA-Seq e hibridização in situ do tecido do olho desta espécie para entender as adaptações visuais ao ambiente aéreo-aquático. O RNA-Seq do olho exibiu um repertório de 20 genes de opsinas não visuais, o que reflete a heterogeneidade ambiental na qual a espécie vive. Assim mesmo, as análises comparativas nas sequências codificantes da proteína das opsinas permitiram a identificação de seis opsinas apresentando os típicos motivos de aminoácidos do tipo C e nove do Grupo 4, conservadas entre si. Estudos por hibridização in situ na retina mostraram expressão assimétrica destas opsinas não visuais nos diferentes estágios, assim como durante o desenvolvimento ocular da espécie. O segundo capítulo apresenta o estudo da espécie Phreatobius cisternarum. Combinamos análises histológicas, moleculares e de RNA-Seq para entender as adaptações visuais e sensoriais ao ambiente de lençol freático de P. cisternarum. O RNA-Seq da cabeça de P. cisternarum revelou repertório de onze genes de opsinas, 3 opsinas visuais e 8 opsinas não visuais. Duas opsinas visuais, rh1e lws, apresentaram substituições de aminoácidos que potencialmente contribuíram para o deslocamento vermelho e azul, respectivamente. Nossa análise histológica mostrou a presença de retina rudimentar e a análise de RNA-Seq identificou a expressão de 38 genes de cristalino e 51 genes relacionados ao epitélio pigmentado da retina (RPE), indicando que os olhos reduzidos de P. cisternarum retiveram algumas estruturas do cristalino. A expressão extraretiniana de opn4m3 está possivelmente associada à regulação do relógio periférico. Além disso, a presença de potenciais pseudogenes de opsinas seria regulada por uma pequena retina exposta a um ambiente de baixa luminosidade. Os capítulos introduzem e fornecem uma visão geral da investigação de substituições de aminoácidos de opsinas, alterações nos padrões de expressão e no tamanho do repertório de opsinas (duplicação e pseudogeneização), e como eles poderiam contribuir na mudança da sensibilidade espectral e finalmente na adaptação visual das espécies A. anableps e P. cisternarum a seu ambiente peculiar. O presente estudo fornece a primeira evidência para o entendimento da base molecular adaptativa nos genes das opsinas a ambientes subterrâneos e aéreo-aquático, nas espécies P. cisternarum e A. anableps.
Acesso aberto (Open Access)
Expressão gênica durante o desenvolvimento ocular e regulação de assimetria de opsinas na espécie Anableps anableps, peixe de quatro olhos
(Universidade Federal do Pará, 2022-11) SOUSA, Daniele Salgado de; SCHNEIDER, Patrícia Neiva Coelho; http://lattes.cnpq.br/9584217233879031
O desenvolvimento ocular é um processo complexo orquestrado por vários eventos que incluem: especificação, morfogênese e diferenciação celular. Todos esses processos de desenvolvimento e funcionamento do olho são extremamente conservados entre as espécies de vertebrados viventes, entretanto, por vezes são observadas adaptações interessantes, como em peixes do gênero Anableps. Ao contrário da maioria dos peixes, que usam os olhos para a exploração de um mundo submerso, em Anableps anableps (Anablepidae: Cyprinodontiformes), o olho é adaptado para a percepção simultânea de um mundo acima e abaixo d’água. Essas adaptações excepcionais incluem: córneas e pupilas duplicadas, bem como retina especializada contendo regiões associadas à visão aérea e aquática simultânea, e que expressam genes de modo assimétrico. Recentemente, por análise transcriptômica dos olhos em desenvolvimento de A. anableps, 20 genes de opsinas não visuais foram identificados sendo assimetricamente expressos entre estágios pré e pós duplicação de córneas e pupilas. Desse modo, aqui, analisamos por hibridização in situ a expressão de uma opsina biestável (Parapinopsin) e uma neuropsina (Opn5) em larvas de A. anableps. Nossos dados mostraram que o padrão de expressão gênico destas opsinas é simétrico entre a retina dorsal e ventral, respectivamente, havendo expressão nas camadas CNE, CNI e CCG. Investigamos também a expressão de três genes de melanopsinas não visuais (opn4x1, opn4x2, opn4m3), uma opsina de tecido múltiplo teleósteo (tmt1b), e duas opsinas visuais (lws e rh2-1) nas retinas dorsal e ventral de A. anableps, logo após alterarmos as condições fóticas em que os peixes juvenis se encontravam. Mostramos que na transição de um ambiente de alta turbidez para um de água límpida, as opsinas alteram seus padrões de expressão gênica. Adicionalmente, por imunofluorescência, desvendamos a expressão de Lamin A/C, proteínas que fazem parte do desenvolvimento ocular em A. anableps e que são expressas de forma similar a de outros organismos em desenvolvimento, assim como em indivíduos adultos. Portanto, acreditamos que as informações aqui descritas elucidam muitos aspectos dos mecanismos moleculares por trás do desenvolvimento e da plasticidade adaptativa dos olhos de A. anableps.