Primatas e suas particularidades evolutivas reveladas através de duas distintas abordagens genéticas

A ordem Primata (Primates) compreende dois clados maiores que divergiram há aproximadamente 87 Ma: Strepsirrhini e Haplorrhini. Dentre os Haplorrhini, Platyrrhini é o único clado cujas espécies habitam o continente Americano, enquanto os Catarrhini habitam os continentes Africano e Asiático. Platyrrhini compreende três grandes famílias (Atelidae, Cebidae e Pithecidae) e teve origem há ~43 Ma. Trata-se de um clado altamente diverso no que tange tanto à biologia, o que em parte reflete os biomas que habitam. Este trabalho apresenta duas abordagens evolutivas tendo como alvo espécies de primatas, particularmente aportando novos dados de genotipagem e sequenciamento em espécies de Platyrrhini. A primeira abordagem desta dissertação refere-se a um estudo de caracterização de diversidade genética em duas populações da espécie Sapajus libidinosus, que produz e utiliza ferramentas de forma proficiente, principalmente populações que habitam o Parque Nacional da Serra da Capivara. Aqui, investigamos 10 STRs previamente descritos para Cebus capucinus, dentre os quais 9 se demonstraram polimórficos para S. libidinosus. Os resultados de diversidade genética apresentados nesta dissertação são preliminares; no entanto, ressalta-se que os valores de P(ID) e P(ID)SIBS indicam que estes loci provavelmente serão sensíveis o suficiente para as descrições genealógicas das populações desta espécie. A segunda abordagem investiga a evolução do gene STAT2, importante para a resposta imune antiviral, e como mudanças evolutivas na respectiva proteína podem estar associadas a diversos desfechos relacionados à infecção por flavivírus, já que há notável diferença entre primatas e roedores. Para isso, analisamos a sequência codificadora de STAT2 e particularmente de seu domínio SH2 em 28 espécies de roedores e 49 espécies de primatas, considerando dados disponíveis (NCBI e ENSEMBL) e dados originais (SH2 de 19 espécies de Platyrrhini foram obtidos). O alinhamento foi feito no programa MEGA 7, seguido de análises de seleção positiva por ramos e no sequenciamento completo nos softwares PAML e Datamonkey (MEME e RELAX). O algoritmo fastcov foi utilizado para análises de coevolução entre os sítios de STAT2 que interagem com a proteína de flavivírus NS5. Cinco sítios sob seleção positiva foram encontrados em primatas e roedores (127, 731, 739, 766, e 780), mas estes não se encontram na interface entre a proteína STAT2 e a proteína viral NS5. SH2 está provavelmente sob constrição evolutiva, já que o domínio é importante para a função da proteína no hospedeiro. Evidências indicam que roedores provavelmente têm maior vantagem evolutiva quando comparados a primatas para combater o vírus, o que é corroborado por uma maior diversidade de sítios sob seleção, maiores taxas evolutivas, entre outros fatores.The order Primates comprises two larger clades that diverged approximately 87 Ma ago: Strepsirrhini and Haplorrhini. Among the Haplorrhini, Platyrrhini is the only clade whose species inhabit the American continent, while the Catarrhini inhabit the African and Asian continents. Platyrrhini comprises three large families (Atelidae, Cebidae, and Pithecidae) and originated ~43 Ma. It is a highly diverse clade in terms of biology, which in part reflects the biomes they inhabit. This work presents two evolutionary approaches targeting primate species, mainly providing new genotyping and sequencing data in Platyrrhini species. The first approach of this dissertation refers to a study of genetic diversity characterization in two populations of the species Sapajus libidinosus, which produces and uses tools proficiently, mainly in populations that occur in the PNSC. Here, we investigated 10 STRs previously described for Cebus capucinus, among which nine proved to be polymorphic for S. libidinosus. The genetic diversity results presented in this dissertation are preliminary; however, it is noteworthy that the values of P(ID) and P(ID)SIBS indicate that these loci are likely to be sensitive enough for genealogical descriptions of populations of this species. The second approach investigated the evolution of the STAT2 gene, essential for the antiviral immune response, and how evolutionary changes in the respective protein may be associated with different outcomes related to flavivirus infection since there is a notable difference between primates and rodents. For this, we analyzed the coding sequence of STAT2 and its SH2 domain in 28 species of rodents and 49 species of primates, considering available data (NCBI and ENSEMBL) and original data (SH2 from 19 species of Platyrrhini were obtained). Sequence Alignment was performed with MEGA 7 program, followed by analyzing positive selection by branches and complete sequencing using PAML and Datamonkey (MEME and RELAX) software. The fastcov algorithm was used for coevolution analyses between STAT2 sites that interact with the NS5 flavivirus protein. Five sites under positive selection were found in primates and rodents (127, 731, 739, 766, and 780), but these are not found at the interface between the STAT2 protein and the NS5 viral protein. SH2 is likely under evolutionary constriction, as the domain is important for the protein's function in the host. Evidence indicates that rodents probably have a more significant evolutionary advantage when compared to primates to fight the virus, which is supported by a greater diversity of sites under selection higher evolutionary rates, among other factors

O conhecimento de genética e a capacidade de articulação com temas de interesse público de alunos do Ensino Médio de escolas públicas de Porto Alegre

A partir do avanço científico com relação a novas técnicas em biotecnologia e engenharia genética, novas possibilidades do fazer científico vêm à tona e devem ser discutidas em sociedade. Nesse sentido, o ensino de genética na escola deve estar voltado para fornecer as ferramentas necessárias para que os alunos possam discutir sobre essas temáticas e tomar decisões a partir do entendimento dos argumentos científicos. Assim, este trabalho se propôs a avaliar os conhecimentos de genética e de algumas de suas aplicações entre alunos do E.M. de três escolas públicas da cidade de Porto Alegre: uma Escola Pública Federal, uma Escola Técnica Estadual da área Central e uma Escola Estadual de Ensino Médio de bairro central. Para isso, um questionário individual foi respondido por alunos do terceiro ano que consistiu em questões objetivas e dissertativas acerca das temáticas de genética e suas tecnologias. As respostas discursivas foram analisadas a partir de três momentos: pré-análise, exploração do material e tratamento dos resultados obtidos. Para cada uma das categorias consideradas corretas, foi atribuída uma pontuação de acordo com o peso da questão quando as questões testaram os conhecimentos dos alunos. Adicionalmente, os dados de respostas objetivas foram contados a partir de um percentual de acertos e erros. Um total de 56 alunos participaram da pesquisa, sendo 18 alunos da Escola Pública Federal, 12 alunos da Escola Estadual de Ensino Médio de bairro central e 26 alunos da Escola Técnica Estadual da área Central. A média de desempenho geral dos alunos no questionário ficou de 46,2% ± 18,57% acertos. Os alunos da Escola Pública Federal tiveram média superior em diversas questões, quando comparados aos alunos das demais escolas, além de um desempenho geral significativamente mais alto do que a da Escola Técnica Estadual da área Central, o que pode estar relacionado à maior formação e menor carga horária dos professores da escola. De forma geral, os alunos das três escolas apresentaram um baixo desempenho no questionário, menor do que o esperado. Também apresentaram pouco domínio sobre os conceitos básicos de genética, como gene, DNA, cromossomos e alelos, não sabendo relacionar suas ordens de grandeza. As respostas dos alunos tenderam a ser deterministas, no sentido de relacionar a genética diretamente com as características dos seres vivos. Além disso, as respostas também demonstraram que houve influência antropocêntrica principalmente no que diz respeito às questões que tratam da genética dos seres. Grande parte dos alunos relatou nunca ter ouvido falar sobre técnicas como Sequenciamento deGenomas e Terapia Gênica respectivamente; além disso, 71,4% dos alunos indicaram que aborto é pouco relacionado à genética e não tem causas genéticas. As duas fontes mais indicadas pelos alunos de consulta aos conteúdos de genética são a escola e a internet, o que aumenta a importância da discussão de fontes online que sejam confiáveis e de conteúdo verdadeiramente científico. Em suma, demonstrou-se que os alunos não conseguiram responder corretamente às questões, apresentando dificuldades tanto em conceitos gerais de genética quanto em relação às tecnologias relacionadas à disciplina

Insights into the evolutionary history of the most skilled tool-handling platyrrhini monkey: Sapajus libidinosus from the Serra da Capivara National Park

Abstract Sapajus libidinosus members of the Pedra Furada group, living in the Serra da Capivara National Park, use stone tools in a wider variety of behaviors than any other living animal, except humans. To rescue the evolutionary history of the Caatinga S. libidinosus and identify factors that may have contributed to the emergence and maintenance of their tool-use culture, we conducted fieldwork seasons to obtain biological samples of these capuchin monkeys. UsingCYTBsequences, we show a discrete but constant population growth from the beginning of the Holocene to the present, overlapping the emergence of the Caatinga biome. Our habitat suitability reconstruction reports the presence of plants whose hard fruits, seeds, or roots are processed by capuchins using tools. TheS. libidinosusindividuals in the Caatingawere capable of dynamically developing and maintaining their autochthonous culture thanks to: a) cognitive capacity to generate and execute innovation under selective pressure; b) tolerance favoring learning and cultural inheritance; c) an unknown genetic repertoire that underpins the adaptive traits; d) a high degree of terrestriality; e) presence and abundance of natural resources, which makes some places “hot spots” for innovation, and cultural diversification within a relatively short time