Variabilidade genética e estrutura haplotípica do gene kir2dl4 avaliada em uma amostra brasileira

Abstract

O gene KIR2DL4 codifica um importante receptor de células Natural Killer (NK). O único ligante de KIR2DL4 conhecido é a molécula HLA-G, expressa principalmente na placenta, modulando a ação das células NK durante a gestação. O gene KIR2DL4 parece ser bastante variável, quando considerado os bancos de dados que armazenam suas sequências conhecidas, porém não está claro o nível de diversidade deste gene em populações reais e heterogêneas. Polimorfismos presentes no gene KIR2DL4 poderiam influenciar a interação entre KIR2DL4 e HLA-G, modificando a ação das células NK. Neste estudo exploramos a variabilidade genética de KIR2DL4 em 157 indivíduos oriundos do Estado de São Paulo/Brasil. Devido à alta similaridade de sequências entre os genes KIR, erros de genotipagem são esperados quando se utiliza sequenciamento de segunda geração. Por este motivo, desenvolvemos uma abordagem para classificar cada leitura com base em sequências KIR conhecidas, endereçando-as ao gene mais provável. Também utilizamos o painel SNPforID 34-plex para avaliar a ancestralidade dessas amostras. Considerando o segmento completo desse gene, indo da região 5’URR até a 3’UTR, com aproximadamente 13kb, o gene KIR2DL4 se mostrou pouco polimórfico, com 152 pontos de variações identificados (MAF 1%). Esses pontos de variação estão organizados em 32 haplótipos estendidos que codificam 13 proteínas diferentes. Foram encontrados 11 haplótipos na região promotora, sendo que 8 possuem MAF maior que 1%. Na região codificadora 70 haplótipos foram encontrados, sendo que quatro deles correspondem a 50% das sequencias codificas (KIR2DL4*0080204, *008105, *001, *005). Na região 3’UTR, 14 haplótipos foram identificados, todos com MAF maior que 1%. A diversidade nucleotídica foi maior na região codificadora. Através do uso de AIM, percebeu-se que a variabilidade de KIR2DL4 é influenciada pela ancestralidade. Foi também observado um forte equilíbrio de ligação ao longo do gene, similar ao seu ligante HLA-G. Assim, o KIR2DL4 é bastante conservado tanto no nível de DNA quanto no de proteína.

KIR2DL4 is the most unusual Killer Cell Immunoglobulin-Like receptor (KIR) family member in terms of structure, expression, and signaling properties. The only known KIR2DL4 ligand is HLA-G, and polymorphisms might disrupt this interaction. KIR2DL4 variability is not well explored in admixed populations. Here we explored KIR2DL4 exon variability in 157 individuals from the State of São Paulo/Brazil. Because of sequence similarity with other KIR genes, it is expected genotyping errors when using secondgeneration sequencing. We developed an approach to score each read based on known KIR sequences, addressing them to the most likely locus. We evaluated the SNPforID 34-plex panel to assess ancestry. The methodology was applied to survey the variability of a very admixed population, such as Brazilian, counting with 157 samples of São Paulo State. Considering a segment of about 13-kb, KIR2DL4 gene was conserved with few different and frequent sequences. Overall, 152 variable sites were detected, arranged in 32 haplotypes codifying 13 protein. We found 11 promoter haplotypes, 8 with a frequency greater than 1%. In the coding region we detected 70 haplotypes, four of which correspond to 50% of the coding sequences (KIR2DL4 * 0080204, * 008105, * 001, * 005). In the 3'UTR region, 14 haplotypes were identified with MAF greater than 1%. The KIR2DL4 coding region was the most variable segment. We observed that KIR2DL4 variability is strongly influenced by the sample ancestry background. KIR2DL4 is highly conserved at both the DNA and protein levels.