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Previous issue date: 2018-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Aedes aegypti é um mosquito hematófago, com hábitos antropofílicos, sendo considerado vetor de importantes patógenos, como os vírus da febre amarela, dengue chikungunya e zika. Fêmeas de mosquitos geralmente copulam uma única vez, recebendo os gametas para produzir toda sua progênie ao longo de seu período reprodutivo. O processo de armazenamento de espermatozoides é considerado quase que totalmente papel da espermateca, garantindo certa independência reprodutiva da fêmea, bem como a viabilidade dos espermatozoides até a fertilização dos ovos. Há três espermatecas em A. aegypti, uma maior central e outras duas menores laterais. O armazenamento massivo de gametas, garante o aumento da capacidade vetorial das fêmeas dos mosquitos e de sua dispersão. Diante da importância desse órgão, no presente trabalho foi realizado uma revisão bibliográfica acerca da importância da espermateca para o sucesso reprodutivo dos insetos. Essa revisão inclui aspectos morfológicos, fisiológicos e das partes que compõe esse órgão (ducto, reservatório e glândula), ressaltando sua função ao longo dos processos de encaminhamento, alocação e liberação dos gametas para a fertilização dos ovos. Posteriormente, foi proposto uma busca pelos processos moleculares existentes nas espermatecas virgens e fertilizadas de Ae. aegypti por meio de RNAseq e análises de bioinformática. Em fêmeas virgens pode-se observar uma maior quantidade de transcritos relacionados a diferentes processos metabólicos que estabelecem um ambiente ideal para receber e alocar os espermatozoides. Já nas espermatecas fertilizadas, a maior quantidade de transcritos encontrados se relaciona com a manutenção do microambiente espermatecal, prolongando assim, a viabilidade dos espermatozoides. Foi conduzida também uma análise comparativa dos genes diferencialmente expressos (DEG) entre as espermatecas virgens e fertilizadas. Baseado nas funções de cada gene, oito genes foram escolhidos como alvos da técnica de RNAi para se determinar o efeito do silenciamento desses genes no processo reprodutivo em fêmeas de A. aegypti. As fêmeas foram injetadas com dsRNA para genes alvo relacionados ao metabolismo de energia (Ae-92048), componentes ligados à quitina (Ae- 187521 e Ae-88956), regulação transcricional (Ae-27176), regulação hormonal (AeSigP-4002), atividade enzimática (Ae-SigP-212177), atividade antimicrobiana (AeSigP-109183) e a homeostase de íons (AeSigP-66427). Para cada um dos genes, as fêmeas injetadas foram analisadas em relação à sua sobrevivência, alimentação sanguínea, produção e viabilidade da progênie. Por fim, por meio da hibridização in situ, foram identificados os locais específicos onde os genes escolhidos são expressos nas espermatecas. O presente trabalho é pioneiro a identificar os genes expressos em espermatecas virgens e fertilizadas de A. aegypti. Através de injeções de dsRNA, pudemos descrever os prejuízos nas fêmeas em relação a sua taxa de sobrevivência, capacidade de alimentação sanguínea, no armazenamento/conversão de nutrientes, no desenvolvimento dos ovos, bem como nos processos e oviposição e produção de progênie. Além disso, foi observado que uma redução nos transcritos de AeSigP-66427, responsável pela homeostase de íons, resulta na redução da motilidade dos espermatozoides e inviabiliza a produção de ovos. Por meio desse estudo, fomos capazes de elucidar o papel dos genes em alguns processos relacionados ao armazenamento de espermatozoides a longo prazo em A. aegypti. Ainda, esse trabalho nos forneceu as bases moleculares para o estabelecimento alvos específicos para o controle desse vetor, reduzindo assim, sua capacidade reprodutiva. / Aedes aegypti is an important hematophagous mosquito, with anthropophilic habits, also known as vector of important pathogens to humans, such as Yellow Fever, Dengue, Chikungunya, and, Zika viruses. A. aegypti females usually mate once, receiving the sperm to produce the whole offspring during their reproductive period. The spermatheca is responsible for sperm maintenance, nutrition and protection against physical and oxidative stress damage leading the long-term sperm storage process, resulting in the increase of the female fecundity. This reproductive autonomy of the females enhances their dispersion and then their vectorial capacity and the spermatheca play pivotal role providing the suitable environment, guaranteeing the sperm viability. There are three spermathecae in A. aegypti: two lateral and a central larger one. Considering the importance of this organ, in the present work, we reviewed different aspects of the spermatheca of insects, highlighting its importance for the reproductive success of the insects. This review also highlighted the number of spermathecae according to different taxonomic group, the role of different spermathecal parts (duct, reservoir, and gland), emphasizing their function along the processes of sperm maintenance. We also aimed to elucidate that the global gene expression in virgin and fertilized spermathecae (“spermathecomes”) separately, through RNA sequencing and bioinformatics analyzes. In virgin females, there is a greater number of coding sequences related to the establishment environment to receive and to allocate the spermatozoa. In fertilized spermathecae the most representative transcripts are related to the maintenance of the spermathecal microenvironment, thus prolonging the viability of these gametes. Differentially expressed genes (DEGs) were also analyzed by comparing virgin and fertilized spermathecae. We attempted the silencing of some of these DEG by the RNAi technique, to analyze the effects of knocking-down these genes throughout the reproductive process in A. aegypti. The females were injected with dsRNA of eight different genes related to energy metabolism (Ae-92048), chitin-bound components (Ae- 187521 and Ae-88956), transcriptional regulation (Ae-27176), hormonal regulation (AeSigP- 4002), enzymatic activity (Ae-SigP-212177), antimicrobial activity (AeSigP-109183) and ion homeostasis (AeSigP-66427). The gene silencing decreased the female survival, reduced the blood-feeding intake, nutrients storage/conversion, egg production and oviposition and offspring productions. In addition, the silencing of AeSigP-66427 affecting sperm motility and impaired egg production. At last, by the in situ hybridization we could detect in which part or the spermatheca, the chosen target genes are expressed. The present work is pioneer to identify the collection of genes expressed the virgin and fertilized spermathecae of A. aegypti. Through this intriguing study, we were able to elucidate the genes and some processes related to the long-term storage of spermatozoa in A. aegypti. Moreover, this work provided the basis for the establishment of alternative strategies to control this vector, by reducing its reproductive capacity. / Sigilo informado através do Termo de Autorização e por e-mail em 31/08/2018.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/21637 |
| Date | 27 July 2018 |
| Creators | Pascini, Tales Vicari |
| Contributors | Martins, Gustavo Ferreira |
| Publisher | Universidade Federal de Viçosa |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFV, instname:Universidade Federal de Viçosa, instacron:UFV |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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