Origem e evolução de famílias gênicas de toxinas em serpentes Dipsadidae

Resumo

As serpentes avançadas desenvolveram uma glândula maxilar especializada na produção de toxinas, permitindo-lhes inocular toxinas em suas presas. Isso lhes deu uma vantagem sobre outros predadores e permitiu a diversificação de seu nicho trófico. Dentre o amplo espectro de diversidade de serpentes no neotrópico, a família Dipsadidae abriga a maior quantidade de espécies. Entre elas, encontramos grupos peçonhentos e não peçonhentos que possuem ecologias surpreendentemente diversas. No entanto, poucos são os trabalhos que abordaram as características composicionais e estruturais dos venenos e toxinas desta família, devido à sua baixa relevância médica. Curiosamente, as poucas espécies que foram minuciosamente analisadas revelaram uma ampla gama de toxinas enzimáticas e não enzimáticas, assemelhando-se aos venenos dos viperídeos e elapídeos, e até contendo novos arcabouços de toxinas, que são, em alguns casos, exclusivos de espécies de Dipsadidae. Este é o caso das svMMPs, uma família de toxinas recentemente descrita que foi recrutada independentemente em três tribos distintas da família. Essas toxinas proteolíticas evoluíram para uma estrutura simplificada de forma paralela ao que é observado nas SVMPs, as enzimas proteolíticas dominantes na maioria dos grupos de serpentes. No entanto, os processos e mecanismos que moldaram as trajetórias evolutivas das toxinas do veneno de serpentes foram descritos com base nas espécies medicamente relevantes das famílias Viperidae e Elapidae, deixando para trás a grande maioria da diversidade de serpentes e seus novos componentes. Assim, pretendemos montar de novo os genomas de três espécies de tribos diferentes da família Dipsadidae (Philodryadini, Tachymenini e Xenodontini) que foram recentemente sequenciados em laboratório, mas não analisados, e anotar os loci de toxinas para entender sua organização estrutural. Com essas informações, esperamos fornecer uma visão abrangente de como os genes das principais famílias de toxinas em serpentes evoluíram dentro da família Dipsadidae e como isso se relaciona com o que é observado nas famílias de serpentes peçonhentas como Elapidae e Viperidae, em uma abordagem semelhante ao que fizemos anteriormente para o genoma de B. jararaca (Almeida et al. PNAS 2021 Vol. 118 No. 20 e2015159118). Esperamos assim determinar quais eventos permitiram o recrutamento das famílias novas/exclusivas que observamos nesse grupo, como é o caso de svMMPs. (AU)