Combined transcriptomic ana proteomic analysis of Pseudonaja textilis venom (Elapidae: Serpentes)

As toxinas de veneno de serpentes têm como principal função alterar a homeostase das presas para fins de alimentação ou defesa. O estudo aprofundado da composição do veneno de serpentes é importante para a produção de soros antiofídicos mais eficientes, para a descoberta de novos fármacos e na compreensão de processos biológicos, ecológicos e evolutivos. As pesquisas com toxinas têm mostrado uma versatilidade natural, refinada pela evolução, na diversificação de funções em famílias de proteínas recrutadas de suas funções endógenas, por meio de sucessivas duplicações e acumulo de mutações levando a uma evolução acelerada. A miríade de toxinas disponíveis e sua diversidade de funções ainda não foram completamente descritas. A combinação das análises em larga escala do transcriptoma de novo da glândula de veneno e do proteoma do veneno permite elaborar um perfil mais completo do toxinoma do veneno, permitindo inclusive um aumento na sensibilidade da detecção de toxinas pouco representadas e inesperadas nos venenos. O objetivo geral deste estudo foi analisar o toxinoma do veneno de uma das mais perigosas espécies australianas, a Pseudonaja textilis (Elapidae). Foi possível identificar no veneno as toxinas: fatores de coagulação de veneno do complexo protrombinase, subunidades de fosfolipases A2 (PLA2) da neurotoxina textilotoxin e PLA2 de atividade procoagulante, neurotoxinas tipo three-finger toxin (3FTx), inibidores de protease do tipo-kunitz textilinin, e pela primeira vez, uma nova variante de 3FTx, lectinas tipo C, CRiSP além de indícios de toxinas de lagarto Heloderma e outras proteínas candidatas a toxinas como calreticulin e dipeptidase 2. Metaloproteinases, pouco estudadas em Elapidae, foram clonadas e detectadas no veneno por ensaios de fracionamento e imunoreatividade. A análise do transcriptoma identificou novas isoformas e variantes de toxinas, principalmente das 3FTx e dos inibidores de serinoproteases, assim como transcritos de toxinas que não foram detectadas no veneno e que merecem mais investigações. O quadro de sintomas com acidentes em humanos é bem explicado pelas toxinas identificadas, porém, em seu habitat natural, as toxinas pouco conhecidas e até então não descritas devem ter funções importantes e específicas na predação. Identificar esta diversidade de variantes é importante para entender o modo de ação das toxinas.Snake venom toxins alter prey homeostasis for feeding or defense. In depth studies of venom composition are important for better antivenom production, for new drugs lead and discovery and for better understanding of biological, ecological and evolutionary processes. Research on toxins have shown the natures way of innovating, refined by evolution, diversifying functions of protein families recruited from their endogenous function to the venom gland by successive gene duplication and mutation accumulation, leading to an accelerated evolution. A myriad of available toxins and diversity of functions is still available for discovery. Combining high throughput techniques such as venom gland de novo transcriptomics and venom proteomics, one can assess and observe a more complete profile of the snake toxinome, additionally allowing an upscale in low represented and unexpected toxin detection. The aim of this project was to investigate the venom toxinome of one of the most dangerous Australian species, Pseudonaja textilis (Elapidae). The toxins identified in it venom was: protrombinase complex coagulation factors, neurotoxic textilotoxin phospholipase A2 (PLA2) subunits and procoagulant PLA2, neurotoxic three-finger toxins (3FTx), Kunitz-type protease inhibitor textilinin, and for the first time, a new long 3FTx, C-type lectins, CRiSPs, as well as evidences of lizard toxins from Heloderma genus and other toxin candidates calreticulin and dipeptidase 2. Metalloproteinases, little investigated in Elapidae, was cloned and detected in the venom after fractionation and immunoassay. The transcriptome revealed new toxin variants and isoforms, specially 3FTx and serine protease inhibitors, as well as transcripts from toxins not detected in the venom that deserves further investigation. Human accident symptoms are well explained by the identified toxins, however, in its natural environment, little known and undescribed toxins must have specific and important role in predation. Identifying this diversity is important to better understand toxins ways of action