Padrões genômicos relacionados ao uso relativo de códons sinônimos podem identificar os genótipos do vírus Febre Amarela

  • Autor
  • Elisa Zamboin Oliveira
  • Co-autores
  • Marielton dos Passos Cunhas
  • Resumo
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    A Febre Amarela é uma doença causada pelo Orthoflavivirus flavi (YFV), um vírus que é membro do gênero Orthoflavivirus, o qual, agrupa diversas espécies virais que possuem um genoma constituído por uma molécula de RNA de fita simples com polaridade positiva, que codifica uma única poliproteína, e que após a tradução, é clivada para constituir as proteínas estruturais (C, prM e E) e não-estruturais (NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B e NS5). O YFV possui um único sorotipo, porém, diversifica-se em quatro genótipos: (i) Leste Africano, (ii) Oeste Africano, (iii) América do Sul I, e (iv) América do Sul II. Estes genótipos circulam em dois ciclos de manutenção na natureza, onde o ciclo urbano ocorre na África, e o ciclo silvestre ocorre nas Américas e também, na África. Apesar de ser clara a existência de uma associação temporal e espacial associada à diversidade genômica do vírus, existem ainda, uma ausência de conhecimentos biológicos ligados a cada um dos genótipos do YFV, particularmente ligados à ecologia e evolução do vírus. Neste sentido, este projeto teve como objetivo caracterizar os padrões genômicos associados ao comportamento biológico do YFV, particularmente para caracterizar a interação desses padrões genômicos às características biológicas e ecológicas ligadas à circulação do vírus. Para isso, recuperamos 439 sequências do YFV, e 9 sequências de vírus relacionados ao Febre Amarela (abrangendo os vírus Edge Hill, Potiskum, Saboya, Sepik, Banzi, Uganda S virus, Bouboui, Jugra e Wesselsbron) (rYFV) em Janeiro/2025 à partir do banco de dados GenBank, utilizando filtros específicos voltados à exclusão de sequências que poderiam ser problemas para as análises, como os replicons e genomas incompletos. A manipulação das sequências, envolvendo desde a organização do dataset, passando pelo cálculo dos valores de uso relativo de códons sinônimos (do inglês, relative synonymous codon usage - RSCU), reconstrução filogenética e geração e análise dos gráficos, foram realizados através de ferramentas utilizadas por meio da linguagem Python. Os resultados baseados nos valores de RSCU indicam que as sequências do YFV agrupam-se em um grupo distinto quando comparado aos vírus relacionados ao YFV (rYFV), resultado também encontrado na reconstrução filogenética destas sequências, revelando uma utilização de códons específica para os YFV. Dentro do grupo das sequências de YFV, as sequências que fazem parte de um mesmo genótipo agrupam-se, revelando um perfil característico para utilização de códons, o que pode estar relacionado às características ecológicas que suportam a circulação desses vírus. O cluster formado pelo genótipo Leste Africano apresenta uma disposição mais afastada dos clusters formados pelos outros três genótipos (Oeste Africano, América do Sul I e II), o que é suportado pela análise filogenética, que mostra esse genótipo possui um ancestral comum mais antigo aos demais. O cluster formado pelos rYFV tem uma disposição ainda mais afastada dos genótipos de YFV, sugerindo que o último ancestral comum compartilhado por todos os vírus (YFV e rYFV), é mais antigo quando comparado ao último ancestral comum relacionado aos YFV. Neste sentido, nosso trabalho aponta que o padrão no uso relativo de códons sinônimos utilizado por esses vírus pode funcionar como uma ferramenta para identificar isolados virais que compartilham características evolutivas e ecológicas (como o ambiente de circulação e espectro de hospedeiros, por exemplo), uma vez que sequências de um mesmo genótipos agrupam-se, e esse padrão de agrupamento, também é observado por inferência filogenética. A nossa expectativa é que, a continuidade do estudo possa também identificar variáveis e suas interações que possam ser importantes para a predição de hospedeiros, epidemiologia, e emergência ligada à circulação do YFV.

  • Palavras-chave
  • Vírus Febre Amarela, Genótipo, Uso Relativo de Códons Sinônimos
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Comissão Organizadora

Estudantes de biologia da Universidade Estadual de Campinas. 

 

 

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