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Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10451/4701

Título: Efeito da poliploidia no desenvolvimento inicial e epigenético no complexo piscícola Squalius alburnoides
Autor: Mateus, Joana Filipa de Oliveira, 1983-
Orientador: Inácio, Ângela
Martins, Gabriel
Palavras-chave: Poliploidia
Squalius alburnoides
Silenciamento genético
Teses de mestrado - 2011
Issue Date: 2011
Resumo: A poliploidia é um processo proeminente em plantas e embora menos frequente, tem sido importante na história evolutiva de alguns vertebrados. Ao contrário do que acontece nas plantas o conhecimento das razões que possibilitam o sucesso evolutivo da poliploidia em vertebrados permanece pouco explorado. A poliploidia pode ter consequências em diversos processos celulares, como por exemplo no desenvolvimento inicial e na regulação da expressão génica. Um dos grupos de vertebrados onde a poliploidia é mais tolerada é em peixes, sendo um exemplo o complexo Squalius alburnoides. Este é um excelente organismo modelo para estudar o efeito da poliploidia no desenvolvimento e epigenética em vertebrados, pois além de ser um exemplo de sucesso evolutivo é também um complexo que apresenta diferentes ploidias (2n, 3n e 4n). Alguns estudos (Newport&Kirschner, 1982; Edgar, 1986) sugerem que organismos com diferentes quantidades de material genético apresentam diferenças no desenvolvimento podendo mesmo afectar estádios importantes durante o desenvolvimento inicial, tal como divergências temporais na ocorrência da transição materno-zigótica (MBT) e o aparecimento dos diversos órgãos. Esses mesmos estudos sublinham que o mecanismo que poderá controlar essa transição seja baseado no rácio núcleo-citoplasma (NCR), mas tal não foi formalmente demonstrado. Como os organismos poliplóides contém mais DNA, e assumindo que o tamanho do citoplasma é igual entre ploidias (quer no zigoto, blastómeros ou células adultas), o primeiro objectivo deste trabalho foi testar se os embriões poliplóides exibem uma MBT mais precoce. Devido ao facto de existirem poucos vertebrados poliploides na natureza, neste trabalho tentámos também compreender o sucesso evolutivo do Squalius alburnoides e abundância das formas triploides. Um estudo anteriormente realizado neste complexo, concluiu a existência de um mecanismo de compensação de dosagem o qual reduz a quantidade de transcritos nas formas triploides para o observado em formas diploides. Levando a outro objectivo neste trabalho o de compreender que tipo de mecanismo de silenciamento génico lhe poderá estar associado. Para isso, estudouse o padrão heterocromático no núcleo de diferentes ploidias através da marcação do DNA nuclear (DAPI/ToPro3) e de dois marcadores típicos de repressão génica, a proteína da heterocromatina 1 (Hp1) e a histona modificada à qual se associa, a H3K9 tri-metilada. Este trabalho pretendeu esclarecer alguns aspectos da epigenética deste complexo, como por exemplo perceber se a heterocromatinização e/ou modificação de histonas está envolvida no silenciamento génico em triploides em vários tecido analisados e em que fase do desenvolvimento inicial surge. As diferenças encontradas apontam para diferentes níveis de heterocromatinização nos triploides, o que presumivelmente está associado a silenciamento genético. Foi interessante verificar também que estas diferenças são visíveis em blastómeros apenas depois da MBT. Nos triploides as citocineses mostraram um atraso quando comparadas com as os diploides híbridos e a MBT foi atingida precocemente, facto observado pela quebra de sincronia das citocineses e cariocineses precoce em triploides. No entanto os nossos dados preliminares não nos permitem estabelecer uma relação entre a ocorrência precoce da MBT e o NCR dos blastómeros.
Polyploidy occurs prominently in plants and though less frequent, it has been important in the evolutionary history of some vertebrates. The reasons that allow the evolutionary success of some polyploid vertebrates remain poorly understood. However, polyploidy can be surprisingly stable given the apparent polyploid ancestry of many eukaryotic genomes. The diploid-polyploid complex Squalius alburnoides is an excellent non-model organism to study polyploidy and its effects in cellular processes. Previous studies suggest the existence of a “nucleo-cytoplasmic ratio”(NCR) effect controlling timing of early cleavages and mid-blastula transition in other organisms. We explored the S. alburnoides complex, to test this. The results clearly show that triploid embryos reach mid-blastula transition earlier than diploid embryos, though a clear relationship between estimated “NCRs” and times of MBT could not be established. In fact, though triploids have an estimated 50% increase in DNA content/cell, the average zygote volume and blastomere size at MBT are nearly twice those of diploids. We also found no significant differences in NCRs from adult tissues, and in the case of blood evidence or a larger cytoplasm, but less than the ”expected” 50% increase. Analysis of heterochromatinisation patterns did reveal significant differences between triploids and diploids, in adult tissues. Interestingly, we did find evidence that HP1 may appear only after MBT. This work allowed us to analyze the complex phenomena of early development and epigenetics in this interesting species complex and provided further evidence that alterations of DNA contents can affect the pace of early development. However further analysis to support some of the preliminary observations are necessary.
Descrição: Tese de mestrado. Biologia (Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2011
URI: http://hdl.handle.net/10451/4701
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