Análise genômica em larga escala de elementos repetitivos com foco em cromossomos B do ciclídeo Astatotilapia latifasciata

Abstract

Cromossomos B são elementos supranumerários presentes em diversos grupos taxonômicos. Sua composição heterocromática está ligada a grande quantidade de sequências repetitivas que possuem. Sua origem está relacionada ao conjunto cromossômico A, sendo um mosaico de sequências deste. O primeiro relato de cromossomos B em ciclídeos africanos foi na espécie Astatotilapia latifasciata, que pode carregar 0, 1 ou 2 cromossomos B. Estudos citogenéticos clássicos encontraram alta carga de elementos repetitivos no cromossomo B da espécie. Portanto, o estudo dos elementos repetitivos presentes no cromossomo B de A. latifasciata pode elucidar sua origem e manutenção no genoma. Os resultados utilizando dados de sequenciamento de nova geração, mapeamento por hibridização fluorescente in situ (FISH) e PCR em tempo real mostraram vários elementos com maior número de cópias no cromossomo B de A. latifasciata. Transposons de DNA, como Tc1-Mariner, e retrotransposons, como os membros da família Bel/Pao e Gypsy, foram encontrados expandidos no cromossomo B. Com o sequenciamento em larga escala de RNA (RNA-seq), foi avaliada a transcrição diferencial entre indivíduos sem cromossomos B (B-) e com esses (B+). Mesmo alguns elementos apresentando expressão diferencial entre os grupos, elementos expandidos no B permanecem com expressão constante. A presença de sequências repetitivas expandidas no cromossomo B e seu perfil transcricional traz informações sobre sua composição e dinâmica.

B chromosomes (B) are supernumerary elements found in many taxonomic groups. Their heterochromatic composition is related to abundance in repetitive sequences. Their origin is linked to the A chromosome complement (A), as a mosaic of sequences from A. The first report of a chromosome B in cichlids from the Great Lakes of East Africa was on Astatotilapia latifasciata, which can harbor 0, 1 or 2 B chromosomes. Classical cytogenetics studies found high content of repetitive elements on the species B chromosome. Therefore, the study of B chromosome repetitive content is key to understand their origin and perpetuation. A combination of next generation sequencing, fluorescent in situ hybridization (FISH) and real-time PCR reveled several expanded repetitive elements on B chromosome of A. latifasciata. DNA transposons, as Tc1-Mariner, and retrotransposons, such as Bel/Pao and Gypsy were found in higher proportion on the B chromosome. With RNA sequencing data (RNA-seq) we evaluated repetitive transcriptional levels between B- and B+ individuals. Although several elements have differential expression among groups, expanded B elements were equally transcribed. Presence of expanded repetitive sequences on B chromosome and their transcriptional profile brings information about B composition and dynamics.