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# Biologia# Genómica

A Ameaça da Quitridioses para os Anfíbios

A quitridiomicose causada pelo Bd ameaça espécies de anfíbios no mundo todo.

Rhys A. Farrer, N. Helmstetter, K. Harrison, J. Greggory, J. Harrison, E. Ballou

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A quitridiomicosis é uma doença infecciosa causada por um fungo conhecido como Batrachochytrium Dendrobatidis (Bd). Essa doença afetou muito os anfíbios em todo o mundo, levando ao declínio e até extinção de várias espécies. Mais de 40% dos anfíbios estão agora em risco de extinção por causa desse fungo, que cresce em vários ambientes. Fatores que contribuem para essa crise incluem perda de habitat, poluição e a disseminação de doenças, incluindo o Bd.

O Impacto de Batrachochytrium dendrobatidis

O Bd está ligado à extinção de mais de 90 espécies de anfíbios e ameaça cerca de 500 mais. O fungo infecta os anfíbios atacando a pele deles, que é crucial para muitos processos da vida. Nos girinos, ele também afeta as partes da boca. A degradação da pele causada pelo Bd leva a uma condição chamada quitridiomicosis, que pode atrapalhar o equilíbrio hídrico e até matar os anfíbios infectados.

Estudos Genéticos sobre Batrachochytrium dendrobatidis

Pesquisas identificaram vários genes e fatores que ajudam o fungo a prejudicar seu hospedeiro. Estudos mostraram famílias de genes, como as metaloproteases M36, que provavelmente desempenham um papel na degradação da pele dos anfíbios. Outras famílias de genes encontradas nos genomas do Bd incluem aqueles que têm semelhanças com genes envolvidos em doenças de plantas. Os cientistas observaram que alguns desses genes aumentaram em número ao longo do tempo, sugerindo que podem ser importantes para a sobrevivência e virulência do fungo.

Cepas e Linhagens de Batrachochytrium dendrobatidis

Existem várias linhagens genéticas de Bd, com cinco reconhecidas até agora. A Linhagem Panzootica Global (BdGPL) é particularmente notável porque é difundida e considerada altamente virulenta. Uma das principais isolados do Bd, conhecida como JEL423, foi coletada pela primeira vez de uma rã-lêmure no Panamá. Esse isolado foi sequenciado várias vezes desde sua descoberta, permitindo que os pesquisadores compreendam melhor os genes e características do fungo.

Avanços em Sequenciamento de Genoma

O genoma do isolado JEL423 do Bd passou por várias atualizações e melhorias ao longo dos anos. A montagem mais recente melhorou significativamente a qualidade e a completude do genoma. A nova versão é muito mais longa e coerente que as anteriores, reduzindo a fragmentação e melhorando a precisão. Ela fornece informações cruciais sobre a estrutura e a função do material genético do fungo.

Importância da Montagem do Genoma

A montagem atualizada do genoma para o Bd JEL423 oferece uma visão mais clara da evolução e do comportamento patogênico do fungo. A montagem melhorada tem menos lacunas e regiões ambíguas, permitindo que os pesquisadores identifiquem e entendam melhor os genes associados à sua capacidade de infectar anfíbios. Além disso, oferece um recurso mais confiável para pesquisas em andamento sobre o Bd e seus efeitos.

Descobertas sobre Ploidia e Diversidade Genética

Ploidia se refere ao número de conjuntos de cromossomos em uma célula. A cepa JEL423 apresenta aneuploidia, o que significa que tem um número incomum de cromossomos. Essa característica pode contribuir para a diversidade genética do fungo, possivelmente permitindo que ele se adapte melhor a diferentes ambientes. Estudos na cepa JEL423 indicaram que ela tem uma mistura de seções diploides, triploides e tetraploides, o que pode influenciar sua capacidade de sobreviver e prosperar.

Análise de Famílias de Genes

Pesquisas recentes compararam o genoma atualizado a versões anteriores e analisaram famílias de genes chave envolvidas na patogenicidade. Uma redução notável no número de genes de metaloprotease M36 foi registrada na nova montagem, levando à consideração de que as contagens anteriores podem ter sido superestimadas. Apesar dessa redução, outras famílias de genes, como os genes de encruamento e necrose (CRN), continuam abundantes, indicando uma interação complexa de genes na biologia do fungo.

O Papel de Sequências Repetitivas

A montagem atualizada do genoma também revelou um aumento no número de sequências de DNA repetitivas. Essas sequências podem desempenhar um papel na composição genética do Bd e podem influenciar suas capacidades patogênicas. A presença de elementos transponíveis, que podem se mover dentro do genoma, sugere que isso pode ajudar o fungo a se adaptar e evoluir ao longo do tempo.

Implicações Ecológicas de Batrachochytrium dendrobatidis

A presença do Bd representa uma ameaça significativa para as populações de anfíbios e ecossistemas. Com muitos anfíbios atuando como indicadores de saúde ambiental, seu declínio pode sinalizar problemas ecológicos mais amplos. Os esforços de conservação estão cada vez mais focados em entender e controlar a disseminação do Bd para proteger essas espécies vulneráveis.

Direções Futuras na Pesquisa

À medida que a pesquisa avança, será essencial explorar ainda mais a genética do Bd e suas interações com os anfíbios. Montagens de genoma de alta qualidade, como a JEL423, são vitais para entender como esse patógeno opera e evolui. Investigar os papéis de genes específicos e famílias de genes na patogenicidade pode informar estratégias para combater o fungo e preservar as espécies de anfíbios.

Os pesquisadores também estão considerando desenvolver métodos de transformação genética para manipular os genes do fungo. Essa abordagem pode fornecer insights sobre as funções dos genes e pode abrir novas possibilidades de tratamento para os anfíbios afetados.

Conclusão

Batrachochytrium dendrobatidis continua sendo um desafio significativo para a conservação dos anfíbios. O genoma atualizado da cepa JEL423 representa um avanço importante na nossa compreensão da biologia e da história evolutiva desse patógeno. Pesquisas e estudos genômicos contínuos serão cruciais para desenvolver estratégias de conservação eficazes e mitigar o impacto desse fungo devastador nas populações de anfíbios em todo o mundo. À medida que a situação continua a evoluir, manter o foco nos aspectos genéticos e ecológicos do Bd será essencial para o futuro da saúde dos anfíbios e da biodiversidade.

Fonte original

Título: A near-complete telomere-to-telomere genome assembly for Batrachochytrium dendrobatidis GPL JEL423 reveals a CBM18 gene family expansion and a M36 metalloprotease gene family contraction.

Resumo: Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) is responsible for mass extinctions and extirpations of amphibians, mainly driven by the Global Panzootic Lineage (BdGPL). BdGPL isolate JEL423 is a commonly used reference strain in studies exploring the evolution, epidemiology and pathogenicity of chytrid pathogens. These studies have been hampered by the fragmented, erroneous and incomplete B. dendrobatidis JEL423 genome assembly, which includes long stretches of ambiguous positions, and poorly resolved telomeric regions. Here we present and describe a substantially improved, near telomere-to-telomere genome assembly and gene annotation for B. dendrobatidis JEL423. Our new assembly is 24.5 Mb in length, [~]800 kb longer than the previously published assembly for this organism, comprising 18 nuclear scaffolds and 2 mitochondrial scaffolds and including an extra 839 kb of repetitive sequence. We discovered that the patterns of aneuploidy in B. dendrobatidis JEL423 have remained stable over approximately 5 years. We found that our updated assembly encodes fewer than half the number of M36 metalloprotease genes predicted in the previous assembly. In contrast, members of the crinkling and necrosis gene family were found in similar numbers to the previous assembly. We also identified a more extensive carbohydrate binding module 18 gene family than previously observed. We anticipate our findings, and the updated genome assembly will be a useful tool for further investigation of the genome evolution of the pathogenic chytrids. Author SummaryB. dendrobatidis is a fungus that has been implicated in the extinctions and declines of dozens of amphibians globally. Here we describe a new genome assembly for the commonly used B. dendrobatidis isolate JEL423, which is a substantial improvement from the previously used assembly. Compared with the previous assembly, we reveal that some gene families (such as carbohydrate binding module 18 genes) are more expanded than previously recognised, while others (such as the M36 metalloproteases) are more contracted than previously recognised. Our new genome assembly will be useful for future work exploring the pathogenicity, epidemiology and evolution of chytrid fungi.

Autores: Rhys A. Farrer, N. Helmstetter, K. Harrison, J. Greggory, J. Harrison, E. Ballou

Última atualização: 2024-10-25 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.22.619730

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.22.619730.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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