Aspectos genéticos de duas espécies de mamíferos marinhos da costa do Brasil : Pontoporia blainvillei e Eubalaena australis

Abstract

O Complexo Principal de Histocompatibilidade (MHC) é um sistema genético reconhecidamente polimórfico em populações humanas. Em porções específicas dos genes que compõem o MHC de populações humanas também foi evidenciada a ação da seleção natural em nível molecular. Em várias espécies de vertebrados onde estes genes foram estudados diferentes níveis de variação, composição gênica e organização foram detectados, mantendo, entretanto, as características que os tornam tão interessante de ser estudados. Para mamíferos marinhos, as questões sobre a variação no MHC servem de pano de fundo para o entendimento sobre o sistema imunológico destas espécies e suas particularidades em relação ao ambiente marinho e a evolução destes genes em organismos não-modelos. No presente trabalho, duas espécies de cetáceos, a toninha ou franciscana (Pontoporia blainvillei) e a baleia-franca-austral (Eubalaena australis), foram investigadas quanto aos níveis de variação no gene DQB1 do MHC. O segundo exon da cadeia beta do gene DQ foi amplificado em 25 amostras de toninha e 18 amostras de baleia franca. Os fragmentos de 212pb (pares de base) resultantes do processo de amplificação foram clonados e, tiveram analisados por seqüenciamento 171pb correspondentes ao sítio de ligação ao peptídeo antigênico (PBR). Uma amostra de toninha e um par mãe-filhote de baleia-franca-austral foram analisadas quanto à expressão do gene DQB a partir de amostras de pele. A evidência de seleção natural a nível molecular nesta porção do gene é confirmada por um excesso de substituições não sinônimas em relação às substituições sinônimas (em um contexto de neutralidade as substituições sinônimas acumulam-se na mesma taxa de mutações) através da razão dN (não sinônimas) e dS (sinônimas). Para confirmar os desvios da neutralidade (Ho= dN/dS=1), foi usada a estatística z. Os valores de dN/dS para toninha e baleia-franca-austral foram, respectivamente, dN/dS = 2,32 (p=0,014) e dN/dS =3,75 (p= 0,001). Estes valores, as características das seqüências e a evidência de expressão desses genes na pele de cetáceos estão de acordo com os pressupostos de seleção positiva para esta região do gene e sugerem funcionalidade para estes genes nestas duas espécies. Há evidências de mais de uma cópia do gene para baleia-franca-austral. Foram descritos 6 alelos para toninha e 17 alelos para baleia-franca-austral sendo que um dos alelos é compartilhado entre as duas espécies, sugerindo que essa linhagem alélica é anterior à divergência entre odontocetos e misticetos. Paralelamente a este trabalho, o cariótipo de toninha foi descrito através de um processo de cultivo celular a partir da córnea de dois exemplares recém-mortos. Seu número cromossômico 2n=44 corrobora a estabilidade cariotípica descrita para cetáceos.

The Major Histocompatibility Complex is a highly polimorphic genetic system described to human populations. It is clear that a particular region from these genes is under natural selection which results in different patterns of variation from those expected under neutrality. In other vertebrates these genes were studied, these special characteristics seems to be preserved despite specific genomic organization and variation levels. In marine mammals, questions adressed to MHC molecular variation are focused in questions concerned on environmental restrictions and molecular evolution in non-model organisms. In the present study, two marine mammal species were surveyed concerning genetic variability using the gene DQB exon 2. Samples from 25 franciscana dolphins (Pontoporia blainvillei) and 18 southern right whales (Eubalaena australis) were used to amplify a 212bp (base pair) fragment from DQB exon 2. The 171bp resulting fragment was sequenced and analized in relation to the molecular level evidence of selection. Rates of nonsynonymous (dN) and synonymous (dS) base pair substitution and departures from neutrality for dN/dS (z statistics) were calculated. For both species examined, molecular evidence of selection was confirmed. The dN/dS ratios to franciscana and southern right whale were 2.32 (p=0.014) and 3.75 (p=0.001), respectively. These values, combined to data on DQB gene expression in franciscana and southern right whale skin and less restrictive aminoacid usage in both species, suggest a functional signature to sequences cetacean derived. Additionally, 6 alleles were described to franciscana dolphins and 17 to southern right whales. One more evidence of selection acting in this particular genomic region is provided from the fact that both species share one allele, suggesting that this allelic lineage was present before the splitting between mysticeti and odontoceti. To provide addtional information on franciscana dolphins the karyotype of P. blainvillei is presented. The karyotype was obtained from corneal culture of two dead animals. The diploid number 44 confirms the clear prevalence of this pattern among cetaceans.