Explorando a expressão gênica na biotransformação de aves marinhas

Abstract

Nos últimos anos, observou-se um aumento significativo das atividades humanas, resultando no aumento do descarte de resíduos domésticos, industriais e agrícolas no ambiente aquático. Esses eventos têm gerado consequências significativas para os organismos que habitam esses locais. A biotransformação de xenobióticos, um processo metabólico crucial na resposta desses organismos à exposição a substâncias químicas exógenas, desencadeia uma série complexa de eventos metabólicos. As ciências ômicas compreendem diversas subáreas dedicadas à análise de dados biológicos, como a genômica e a transcriptômica. Quando combinadas com a ecotoxicologia, surgem novos campos de estudo, como a ecotoxicogenômica, que se concentra na expressão gênica em espécies não-alvo expostas a contaminantes. Essa abordagem é interessante para esclarecer os processos biológicos subjacentes às respostas fisiológicas diante da contaminação. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo realizar a montagem e a anotação do transcriptoma hepático de duas espécies de aves marinhas: Puffinus puffinus, encontrada encalhada na praia em estado post mortem, e Larus dominicanus, que foi encontrada viva na praia e faleceu durante o processo de reabilitação. Ambas as espécies foram coletadas pelo Projeto de Monitoramento de Praias - Bacia de Santos (PMP-BS). O material sequenciado foi montado, apresentando alta qualidade e anotado de acordo com o banco de dados UniProt/SwissProt. A partir da anotação funcional, identificamos genes associados aos processos de biotransformação de fase I e fase II, incluindo genes de CYP, FMO, GST, SULT, UGT e o receptor AHR. As análises de ontologia genética revelaram uma variedade de processos biológicos, destacando-se a atividade transferase. Já as análises de vias metabólicas do KEGG identificaram algumas vias comuns entre as espécies, como necroptose e infecção por Salmonella. Esses achados indicam a presença de genes que desempenham papéis biológicos importantes, mesmo em tecidos de aves no estado post mortem. Esses resultados abrem novas possibilidades para estudos futuros, além de validar o uso de animais moribundos ou mortos em determinadas análises e projetos científicos.

Abstract: In recent years, there has been a significant increase in human activities, resulting in the heightened disposal of domestic, industrial, and agricultural waste into the aquatic environment. These events have led to significant consequences for the organisms inhabiting these areas. The biotransformation of xenobiotics, a crucial metabolic process in the response of these organisms to exposure to exogenous chemical substances, triggers a complex series of metabolic events. Omics sciences comprise various subfields dedicated to the analysis of biological data, such as genomics and transcriptomics. When combined with ecotoxicology, new fields of study emerge, such as ecotoxicogenomics, which focuses on gene expression in non-target species exposed to contaminants. This approach is useful in elucidating the biological processes underlying physiological responses to contamination. In this context, this study aimed to perform the assembly and annotation of the hepatic transcriptome of two species of seabirds: Puffinus puffinus, found stranded on the beach post mortem, and Larus dominicanus, which was found alive on the beach and died during the rehabilitation process. Both species were collected by Projeto de Monitoramento de Praias - Bacia de Santos (PMP-BS). The sequenced material was assembled, showing high quality, and annotated according to the UniProt/SwissProt database. From the functional annotation, we identified genes associated with phase I and phase II biotransformation processes, including CYP, FMO, GST, SULT, UGT genes, and the AHR receptor. Gene ontology analyses revealed a variety of biological processes, with transferase activity standing out. KEGG pathway analyses identified some common pathways between the species, such as necroptosis and Salmonella infection. These findings indicate the presence of genes that play important biological roles, even in tissues from post mortem birds. These results open new possibilities for future studies and validate the use of moribund or deceased animals in certain analyses and scientific projects.