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Chimpanzés e bonobos divergiram comparativamente recentemente na história evolutiva dos grandes macacos. Eles se dividiram em diferentes espécies há cerca de 1,7 milhão de anos. Algumas das distinções entre as linhagens de chimpanzés (Pan troglodytes) e bonobos (Pan paniscus) foram esclarecidas com uma conquista recente na genômica dos hominídeos.
Um novo conjunto de genoma de bonobo foi construído com uma abordagem multiplataforma e sem depender de genomas de referência. De acordo com os pesquisadores deste projeto, mais de 98% dos genes já estão totalmente anotados e 99% das lacunas foram fechadas.
A alta qualidade dessa montagem permite que os cientistas comparem com mais precisão o genoma do bonobo com o de outros grandes macacos (gorila, orangotango, chimpanzé) e com os humanos modernos. Todas essas espécies, bem como os humanos antigos e extintos, são conhecidos como hominídeos.
Como o chimpanzé e o bonobo também são as espécies vivas mais próximas dos humanos modernos, a comparação de genomas de alta qualidade pode ajudar a descobrir mudanças genéticas que diferenciam a espécie humana.
Em 5 de maio Natureza Neste artigo, os pesquisadores explicam como desenvolveram e analisaram a nova montagem de bonobos e o que ela revela para justapô-la a outros genomas de grandes macacos.
O projeto multi-institucional foi liderado por Yafei Mao, do Departamento de Ciências do Genoma da Escola de Medicina da Universidade de Washington, em Seattle, e Claudia R. Catacchio, do Departamento de Biologia da Universidade de Bari, Itália. Os cientistas principais foram Evan Eichler, professor de ciências do genoma na Escola de Medicina da Universidade de Washington, e Mario Ventura, da Universidade de Bari. Eichler também é investigador do Howard Hughes Medical Institute.
Ao comparar o genoma do bonobo com o de outros grandes macacos, os pesquisadores encontraram mais de 5.571 variantes estruturais que distinguiam as linhagens de bonobos e chimpanzés.
Os pesquisadores explicaram no artigo: “Nós nos concentramos nos genes que foram perdidos, mudados na estrutura ou expandidos nos últimos milhões de anos de evolução dos bonobos.”
As comparações do genoma dos grandes macacos também permitem que os pesquisadores obtenham novos insights sobre o que aconteceu com os vários genomas dos macacos durante e após a divergência ou divisão em diferentes espécies de um ancestral comum.
Eles estavam particularmente interessados no que é chamado de classificação de linhagem incompleta. Esta é a transmissão menos que perfeita de alelos para populações que se separam conforme as espécies divergem, bem como a perda de alelos ou sua deriva genética. Análises de classificação de linhagens incompletas podem ajudar a esclarecer a evolução genética e as relações genéticas entre os hominíneos atuais.
A montagem do genoma de bonobos de maior qualidade permitiu aos pesquisadores gerar um mapa de resolução mais alta comparando a classificação de linhagem incompleta em hominíneos. Eles identificaram regiões incompatíveis com a árvore de espécies. Além disso, eles estimam que 2,52% do genoma humano está mais relacionado ao genoma do bonobo do que ao genoma do chimpanzé, e 2,55% do genoma humano está mais relacionado ao genoma do chimpanzé do que ao genoma do bonobo.
A proporção total baseada em uma análise de classificação de linhagem incompleta (5,07%) é quase o dobro das estimativas anteriores (3,1%).
“Prevemos que uma fração maior do genoma humano está geneticamente mais próxima dos chimpanzés e bonobos em comparação com estudos anteriores”, observam os pesquisadores.
Os pesquisadores recuaram sua análise de classificação de linhagem incompleta 15 milhões de anos para incluir dados do genoma do orangotango e do gorila. Isso aumentou as estimativas de classificação de linhagem incompleta para genomas de hominídeos para mais de 36,5%, o que é apenas um pouco mais do que as previsões anteriores.
Surpreendentemente, mais de um quarto dessas regiões são distribuídas de forma não aleatória, têm altas taxas de substituição de aminoácidos e são enriquecidas para genes específicos com funções relacionadas, como imunidade. Isso sugere que a classificação de linhagem incompleta pode funcionar para aumentar a diversidade para regiões específicas.
A nova montagem do genoma do bonobo tem o nome da grande símia fêmea cujo DNA foi sequenciado, Mhudiblu, um residente atual do Zoológico de Wuppertal, na Alemanha. Os pesquisadores estimam a precisão da sequência da nova montagem em cerca de 99,97% a 99,99%, e fecha cerca de 99,5% das 108.390 lacunas na antiga montagem do bonobo.
O bonobo é um dos últimos grandes genomas de macacos a ser sequenciado com tecnologias mais avançadas de sequenciamento de genoma de longa leitura, observaram os pesquisadores.
“Seu sequenciamento vai facilitar comparações mais sistemáticas entre humanos, chimpanzés, gorilas e orangotangos sem as limitações das diferenças tecnológicas de sequenciamento e montagem da referência original”, afirmam os pesquisadores.
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Traduzido de Science Daily
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