Sumários

T 17 : Mapeamento genético

14 Novembro 2024, 12:30 • Patricia Beldade

Variação fenotípica e seus componentes. QTLs. Princípio do mapeamento genético. Mapeamento baseado em cruzamentos e em desequilíbrio de linkage. Associação entre genótipos e fenótipos. Testar marcadores em genes candidatos versus distribuídos por todo o genoma. Exemplo do princípio e do procedimento para testar a contribuição dum gene candidato para variação fenotípica num caracter quantitativo. Mapeamento com base em famílias. Marcadores por todo o genoma ou marcadores associados a genes candidatos. Genome-Wide Association Studies (GWAS).

TP 08 : Associação entre marcadores

14 Novembro 2024, 10:00 • Patricia Beldade

Linkage genético e desequílibrio de linkage: definições, propriedades, medidas e aplicações. Distância genética e frequência de recombinação. Construção de mapas genéticos. Relação entre frequências haplotípicas e frequências alélicas numa população. Exercícios.

T 16: Genética da especiação [Dr. Bruno Nevado]

12 Novembro 2024, 15:30 • Patricia Beldade

O caso de estudo das populações experimentais de C. elegans. Aparecimento duma nova mutação, com fenótipo comportamental: roller. Possíveis efeitos de novas mutações no fitness (benéficas, neutras e deletérias) e consequência para a sua persistência nas populações. Principais conclusões da “neutral theory” sobre a probabilidade e tempo de fixação de uma mutação neutral, e a taxa de acumulação de mutações entre linhagens. Relógio molecular: número de substituições nas bases do DNA proporcional ao tempo de divergência. Podemos usar dados genéticos das populações actuais para inferir quando é que a especiação aconteceu. Dois eixos nos estudos de “Speciation Genetics”: 1) uso da genética para perceber a evolução das espécies, incluindo quando começaram a divergir e as forças evolutivas que contribuíram para essa divergência, 2) mecanismos (genes) que causam o isolamento reprodutor (por vezes chamados de “speciation genes”). Exemplo das formigas que cultivam fungos publicado este ano na revista Science. Para que uma nova mutação leve a isolamento reprodutor deverá afectar: a propabilidade de reprodução e/ou viabilidade da descendência e/ou fertilidade da descendência. Exemplo dos lupinos dos Andes: 130 espécies em 2 milhões de anos, contrastando com 15 espécies em 10 milhões de anos para os lupinos do “velho mundo”. A radiação adaptativa inclui o aparecimento de novas espécies e a diversificação ecológica. Exemplo dos tentilhões das Galápagos: a diversificação dos bicos, associada à exploração de diferentes tipos de alimentos, também interfere com o canto, que está envolvido na reprodução. Vários factores podem estar por detrás do aparecimento de isolamento reprodutor, que é a base da especiação: 1) “magic traits”, características raras que afectam a ecologia e a reprodução; 2) isolamento geográfico, que pode levar à divergência entre populações adaptadas localmente; 3) baixa fitness de indivíduos híbridos, exemplo das bananas (híbridos entre plantas parentais com diferentes números de cromossomas) e dos ligers (esterilidade dos híbridos por incompatibilidades genéticas). -- Modelo de incompatibilidade genética de (Bateson-)Dobzhansky-Muller (DMI), com exemplo dos “swordtail fish” --; 4) possibilidade de curtos períodos de redução drástica dos efectivos populacionais (bottlenecks) levarem a fixação de mutações deletérias distintas em populações distintas que podem contribuir para o seu isolamento reprodutor; 5) especiação resultante da hibridização, como no caso do Senecio squalidus que apareceu num jardim botânico em Oxford tendo resultado do cruzamento entre duas espécies que existem naturalmente em Itália. Aula dada pelo professor convidado Bruno Nevado, especialista na genómica da especiação e investigador principal no cE3c-FCUL.

TP 08 : Associação entre marcadores

11 Novembro 2024, 14:00 • Patricia Beldade

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.