Sumários
T 15: Genética da conservação de cetáceos [Dr. Inês Carvalho]
7 Novembro 2024, 12:30 • Patricia Beldade
Desafios particulares de estudos de cetáceos, incluindo dificuldades de acesso que foram aligeiradas pela possibilidade de amostragem “remota”. Ameaças a populações naturais de cetáceos. Técnicas para seguir e para amostrar cetáceos com recolha de amostras que permitem diferentes tipos de análise: genética/genômica, química (e.g. contaminantes), biológica (e.g. micróbios associados). Tipos de aplicações de marcadores genéticos nos estudos de cetáceos, incluindo identificação individual, determinação do sexo, genética de populações (incluindo estrutura populacional, níveis de endogamia, tamanho populacional efectivo, história demográfica), taxonomia e evolução e regimes alimentares. Tipos de marcadores usados: mtDNA, microssatélites, SNPs.
Exemplo 1: Estudo das populações da baleia corcunda do Hemisfério Sul. Necessidade de actualizar a informação da estrutura populacional destas baleias para que a Comissão Baleeira Internacional possa fazer a gestão dos socks e regular o acesso. Amostragem em diferentes locais de procriação (mais quentes e próximos do Equador) e locais de alimentação (mais frios e mais para Sul). Combinação de estudos de diferentes equipas responsáveis por “seguir” as baleias de diferentes zonas geográficas, presumivelmente correspondendo a diferentes rotas de migração. Possibilidade de “mistura” entre rotas, com indivíduos que se deslocam entre elas e “diluem” a diferenciação entre elas. Estudo usando amostras biológicas colhidas primariamente de indivíduos vivos (juvenis e adultos) em diferentes locais e diferentes alturas. Uso de marcadores microssatélite (10 pares de “primers” usados em reações multiplex cada uma com 3-4 pares) e mtDNA. Uso para determinar o sexo dos indivíduos amostrados, bem como a diversidade genética e a estrutura populacional com cálculo da heterozigotia esperada e observada, Fst e “genetic clusters” (via análise no programa Structure). O estudo do “stock B” que migra passando no golfo da Guiné concluiu que este stock tem uma estrutura populacional complexa devendo ser gerido segundo um “multi-stock model” - publicado no artigos Carvalho et al. Marine Biology (2014). O estudo subsequente juntou a estas amostras amostras de outras populações do hemisfério Sul, para um total de 3575 indivíduos amostrados, foi publicado no artigo Kershaw et al. Molecular Ecology (2017). Quando há poucos marcadores, são precisas mis amostras para se poderem tirar conclusões. Com o crescimento de popularidade e acessibilidade de SNPs, podemos ter muitos mais marcadores e conseguimos fazer estudos com menos amostras.
Exemplo 2: Estudo dos golfinhos roazes do Atlântico Norte. Distinção entre populações mediterrânicas, pelágicas e costeiras. Há algumas populações costeiras que são residentes, incluindo a do Sado. Estudo da estrutura populacional dos roazes do Atlântico Norte usando como amostras, biópsias de animais vivos e arrojamentos, e como marcadores, 22 loci microssatélite, bem como mtDNA. Procura de relação entre a estrutura populacional e o habitat específico (incluindo adaptação local) e com a estrutura social das populações. Enfoque nas populações costeiras, que incluem algumas populações residentes, ms sem incluir a do estuário do Sado. Redução das populações costeiras e ameaças que sofrem, incluindo os contaminantes químicos PCBs. Relevância do estudo no contexto de esforços de conservação e directivas europeias que definem áreas específicas de proteção chamadas SACs (special areas of conservation). Estudo publicado no artigo Louis et al. Molecular Ecology. Mais recentemente, trabalho com enfoque na população residente dos golfinhos do Sado a ser seguidos no tempo. A população tem efectivos entre 25 e 30 indivíduos desde o final dos anos 90 (em 2024 existem 27 indivíduos), com golfinhos de faixas etárias avançadas e elevada mortalidade juvenil. Compilação de amostras do Sado colhidas de novo e disponíveis de estudos anteriores, totalizando 15 amostras. Análise genética de mtDNA e 17-20 microssatélites permitiu calcular heterozigotia observada (Ho) e esperada (He), allelic richness, e relações de parentesco entre golfinhos amostrados. Dados usados para estimar Fst, e fazer análise de PCA e Structure. Identificação da população do Sado como uma população distinta das restantes e com baixos níveis de variabilidade genética e em situação crítica. Estudo estendido para a análise de (33 mil) SNPs obtidos de projectos de WGS de algumas amostras (120 golfinhos, incluindo 8 do Sado). Análise de estrutura populacional mais fina, permitindo estimar a data de origem das populações da Galiza e Sado para os anos 1500s, e procura de regiões do genoma sob seleção. Dados a ser integrados num artigo que está agora nas fases finais de preparação.
Aula lecionada pela convidada, especialista em genética da conservação de cetáceos, Doutora Inês Carvalho, enquanto investigadora doutorada no grupo da Conservation Genetics do Instituto Gulbenkian de Ciência.
Análise de SNPs para caracterizar estrutura populacional
7 Novembro 2024, 10:00 • Vítor Sousa
Quantificar diferenciação genética entre populações com métodos baseados em frequências alélicas entre populações (FST) e métodos baseados em dados de indivíduos. Análise de dados de SNPs de populações humanas para caracterizar a estrutura populacional utilizando métodos tendo como unidade indivíduos. Métodos de clustering com base em dados de genótipos em vários loci utlizando principal component analysis (PCA). Realização de tutorial e exercícios em R para análise de dados de SNP para calcular FST entre pares de populações e realizar a análise de PCA. Interpretação e discussão dos resultados.
Marcadores neutrais, caracterização de estrutura populacional e inferência da história demográfica
5 Novembro 2024, 15:30 • Vítor Sousa
Introdução a medidas e métodos para caracterizar a estrutura populacional: (1) FST para quantificar a diferenciação genética com base em frequências alélicas; (2) métodos para agrupamento de indivíduos com base em dados de vários loci (Structure e PCA). Distinção entre métodos de agrupamento (clustering) baseados em modelos de genética populacional (STRUCTURE) e métodos de exploração de dados sem modelos biológicos subjacentes (PCA - Principal Component Analysis). Interpretação de resultados de FST, Structure e PCA. Princípios da utilização de marcadores neutrais para inferir a história demográfica com base em modelos. Estimativa de efectivo populacional a partir de número de SNPs numa região genómica. Árvores de genes e árvores populacionais.
Análise de SNPs para caracterizar estrutura populacional
4 Novembro 2024, 14:00 • Vítor Sousa
Quantificar diferenciação genética entre populações com métodos baseados em frequências alélicas entre populações (FST) e métodos baseados em dados de indivíduos. Análise de dados de SNPs de populações humanas para caracterizar a estrutura populacional utilizando métodos tendo como unidade indivíduos. Métodos de clustering com base em dados de genótipos em vários loci utlizando principal component analysis (PCA). Realização de tutorial e exercícios em R para análise de dados de SNP para calcular FST entre pares de populações e realizar a análise de PCA. Interpretação e discussão dos resultados.
T 13 : Exame intercalar
31 Outubro 2024, 12:30 • Patricia Beldade
Exame intercalar sobre definição, tipos e propriedades de marcadores genéticos, valendo 3 dos 20 valores da nota final.