Autor(es):
Santos, Maria Emília Pombo dos 
Data: 2007
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10451/1374
Origem: Repositório da Universidade de Lisboa
Assunto(s): Biologia molecular; Splicing alternativo; Teses de mestrado
Descrição
Tese de mestrado, Biologia (Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento), 2007, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências As proteínas FOXP (Fork head box p) desempenham funções essenciais no desenvolvimento e imunidade dos vertebrados. Os vertebrados apresentam quatro cópias enquanto que em invertebrados existe apenas um ortólogo (GC16899 em Drosophila melanogaster). Este facto sugere que os quatro genes de vertebrados surgiram por duplicação génica após a separação dos invertebrados. Ohno postulou que as duplicações génicas não são um problema para o organismo, mas sim a matéria prima para a diversificação evolutiva, permitindo a evolução de novas funções génicas. Após as duplicações as diferentes cópias poderão seguir trajectos distintos, nomeadamente silenciamento, neofuncionalização ou subfuncionalização. Este projecto teve como objectivo inferir o percurso evolutivo das diferentes cópias Foxp em vertebrados. Determinámos a genealogia desta classe que mostra que o CG16899 está mais próximo do Foxp1 do que qualquer outro Foxp de vertebrados. A análise do ortólogo Foxp em Drosophila melanogaster resultou na clonagem de duas isoformas alternativas, e demonstramos a conservação deste padrão de splicing alternativo no Foxp1 de Mus musculus, e que o a isoforma dois degenerou no grupo Foxp2/Foxp3/Foxp4. Com o estudo do perfil de expressão do CG16899 em Drosophila melanogaster demonstrámos que as duas isoformas são expressas em todo os estádios de vida. Os nossos resultados sugerem que esta classe génica surgiu através trés eventos de duplicação e que o grupo Foxp1, Foxp2 e Foxp4 neo/subfuncionalizou, enquanto o Foxp3 neofuncionalizou. Determinámos também que a forma ancestral do gene não apresentava splicing alternativo e que a isoforma dois surgiu no grupo bilateria através de duplicação em tandem. Estudos funcionais em Drosophila melanogaster são necessários para melhor perceber a evolução funcional desta classe génica. Análises de toda a estrutura génica dos genes de vertebrados, incluindo a região promotora irão contribuir para perceber como os destinos funcionais de cada gene evoluíram a nível molecular FOXP proteins (Fork head box p) play an essential role in development and immunity of vertebrates. There are four FOXP proteins in vertebrates while in invertebrates there is only one ortholog (CG16899, in Drosophila melanogaster). This fact argues for gene duplication after the split from invertebrates. Ohno reasoned that gene duplications are not a burden on the organism, but rather the raw material for evolutionary diversification, allowing new gene functions to evolve. Theory suggests three alternative functional outcomes in the evolution of duplicate genes: degeneracy, neofunctionalization or subfunctionalization. This work aimed at inferring the evolutionary trajectory of this class and also the evolutionary outcome of the different copies of Foxp in vertebrates. We determined the genealogy of this gene class showing that CG16899 is more related to Foxp1 than to any other Foxp of vertebrates. Analysis of the Drosophila ortholog led to the cloning of two isoforms of CG16899. We report the conservation of this pattern of alternative splicing in FoxP1 of Mus musculus, and that the isoform two degenerated in Foxp2/Foxp3/Foxp4 group. In examining CG16899 expression profile during ontogeny we found that the two isoforms are expressed in all life stages. Our results suggest that this gene class arised by three duplication events and that Foxp1, 2 and 4 neo/subfunctionalized and that the Foxp3 neofunctionalized. We also found that the ancestral form of this gene had no alternative splicing, and that the isoform ALT2 probably arised in the bilateria group through tandem duplication. Accurate functional studies in Drosophila melanogaster are needed to better dissect the functional evolution of this gene class. Analysis of the all genic structure of the vertebrate genes including the promotor region will contribute to understand how this functional outcome arose at the molecular level. Some of these analyses have been initialized
