Epigenetic control of the transposition element mariner in Drosophila melanogaster populations

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESOne of transposons families most well-known is the mariner family. mariner is not found in natural populations of Drosophila melanogaster, however, white-peach mariner and Mos1 were introduced in this species by genetic transformation. In the last decade, significant advances have been made in the understanding the epigenetic control of transposable elements. The major regulators in Drosophila TEs are piRNAs from piRNA clusters. These can suppress TEs either by post transcriptional gene silencing, from the cleavage of transcripts of an TE, as by transcriptional silencing of genes through changes in chromatin. Therefore, this dissertation aimed to investigate the existence of epigenetic white gene inactivation in D. melanogaster mediated by mariner element presence in the white-peach line. To assess the activity of the mariner element in natural populations of D. melanogaster were made isofemale strains. For analysis of gene inactivation of white phenotypic tests were performed by experimental crosses. One white eye strain with inactive white gene, but with active mariner, also been established. In order to verify the gene expression in different white lines of D. melanogaster, and to detect the presence of mariner element into the genome of D. melanogaster, isofemale strains were quantified by RT-qPCR. In silico searches for mariner in a piRNAs database and following the piRNA flamenco cluster were carried out to check if there is a cluster of piRNA for mariner in D. melanogaster. mariner had a very high expression in populations of D. melanogaster analyzed. Furthermore, phenotypic testing point to the white-mediated gene inactivation the presence of mariner through heterochromatin formation because the F2 breeding carried out showed flies with wild eye, peach until pure white. These data corroborate the results found by RT-qPCR. It found no similar sequence in the mariner piRNA database and Flamenco or in sequence, however, the existence of a cluster piRNA still can not be excluded as new clusters can still be discovered. The copy number mariner was very variable between the lineage of individuals with active and inactive mariner white gene, ranging from 3 to 15 copies per individual, which was expected by the fact that this line was established shortly.Uma das famílias de transposons mais bem conhecidas é a família mariner. mariner não é encontrado em populações naturais de Drosophila melanogaster, entretanto, mariner white-peach e Mos1 foram introduzidos nessa espécie por transformação genética. Na ultima década, avanços importantes foram feitos na compreensão sobre o controle epigenético dos elementos transponíveis. Os maiores reguladores de TEs em Drosophila são os piRNAs que são provenientes de clusters de piRNA. Esses podem reprimir os TEs tanto pelo silenciamento gênico pós transcricional, a partir da clivagem dos transcritos de um TE ativo, quanto pelo transcricional por meio do silenciamento dos genes por modificações na cromatina. Sendo assim, essa dissertação teve como objetivo verificar se ocorre a inativação epigenética do gene white em D. melanogaster mediado pela presença do elemento mariner na linhagem white-peach. Para avaliar a atividade do elemento mariner em populações naturais de D. melanogaster foram feitas isolinhagens. Para análise da inativação do gene white foram realizados testes fenotípicos por meio de cruzamentos experimentais. Também foi estabelecida uma linhagem de olho branco com gene white inativo mas com mariner ativo. A fim de verificar a expressão do gene white nas diferentes linhagens de D. melanogaster e para detectar a presença do elemento mariner no genoma das isolinhagens de D. melanogaster, foi realizada a quantificação por RT-qPCR. Buscas in sílico por mariner em um banco de dados de piRNAs e na sequência do cluster de piRNA flamenco foram realizadas para verificar se existe um cluster de piRNA para mariner em D. melanogaster. mariner teve uma expressão muito alta nas populações de D. melanogaster. Além disso, os testes fenotípicos apontam para a inativação do gene white mediado pela presença de mariner, pela formação de heterocromatina, pois a F2 dos cruzamentos realizados apresentaram moscas com olho selvagem, peach até branco puro. Esses dados corroboram com os resultados encontrados por RT-qPCR. Não foi encontrada nenhuma sequência similar a mariner no banco de piRNA e nem na sequência de flamenco, entretanto, a existência de um cluster de piRNA ainda não pode ser excluída pois novos clusters podem ainda ser descobertos. O número de cópias de mariner foi bem variável entre os indivíduos da linhagem com mariner ativo e gene white inativo, variando de 3 a 15 cópias por indivíduo, o que já era esperado pelo fato de que essa linhagem foi estabelecida a pouco tempo