Pesquisadores isolaram o material genético de exúvias (exoesqueletos descartados) deixados após a muda de insetos como a muda de cigarras. Os pesquisadores testaram cinco métodos diferentes de amplificação da amostra de DNA por PCR e foram capazes de isolar DNA nuclear de boa qualidade para que loci repetitivos conhecidos como microssatélites fossem genotipados. Este trabalho é uma contribuição significativa para as ciências dos insetos porque esses métodos podem ser usados para qualquer espécie de inseto que muda.
Por Universidade de Tsukuba, publicado por Science Daily.
A pesquisa em espécies de insetos pode se beneficiar de estudos genéticos. No entanto, as amostras genéticas muitas vezes podem ser difíceis de coletar de uma maneira não invasiva, especialmente quando os insetos são encontrados apenas em um determinado local ou estão em perigo.
Alguns insetos, como as cigarras, perdem seu “exoesqueleto” rígido externo como parte de seu crescimento normal em um processo conhecido como muda. As estruturas que são deixadas para trás são chamadas de exúvias. As exúvias da cigarra são deixadas nos troncos das árvores e são fáceis de coletar. As exúvias foram usadas para algumas pesquisas genéticas no passado em mitocôndrias, partes pequenas e ubíquas da célula, mas nenhum estudo anterior foi capaz de isolar e sequenciar o DNA nuclear das exúvias.
Quando apenas uma pequena amostra de DNA está disponível, o tamanho da amostra pode ser aumentado, ou “amplificado”, por um processo conhecido como PCR, ou reação em cadeia da polimerase. O PCR pode fazer milhões de cópias de uma pequena amostra de DNA para fornecer uma amostra grande o suficiente para um estudo detalhado. Agora, uma equipe da Universidade de Tsukuba testou cinco métodos diferentes de PCR para amplificar o DNA isolado de exúvias para sequenciamento.
A equipe se concentrou no sequenciamento de microssatélites, regiões do genoma onde um determinado padrão de DNA é repetido muitas vezes. Essas regiões são alvos promissores porque podem ser amplificadas a partir de apenas uma pequena quantidade de DNA, e o processo é econômico. Os microssatélites também apresentam grande variação e já são usados em estudos de ecologia molecular como marcadores genéticos eficazes.
Primeiro, a equipe isolou DNA de exúvias de cigarras e amplificou as amostras usando os diferentes métodos de PCR. Em seguida, compararam os resultados com os de insetos adultos, para verificar a qualidade das amostras produzidas. Os melhores resultados foram observados na reação de PCR que utilizou uma enzima chamada TaKaRa LA Taq polimerase, que resultou em uma amostra de DNA comparável à amostra isolada de insetos adultos. Os melhores resultados também foram observados em exúvias frescas.
“Nosso trabalho mostra que o DNA que foi isolado de exúvias de cigarras pode ser amplificado por PCR, e que as exúvias de cigarras fornecem amostras de qualidade boa o suficiente para permitir a genotipagem de múltiplos loci marcadores de microssatélites de DNA nuclear independente. Esta abordagem será muito útil para avaliar estrutura genética populacional e demografia de espécies de insetos florestais em relação à conservação e ao ecossistema sob as mudanças climáticas em curso “, explica o autor sênior Yoshiaki Tsuda.
Este estudo faz uma contribuição significativa para as ciências dos insetos porque os métodos aqui são aplicáveis não apenas às cigarras, mas também a qualquer outra espécie de inseto que faça muda para deixar exúvias.
Este trabalho foi financiado pelo fundo da Prefeitura de Nagano para a promoção da atividade científica e pela Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência KAKENHI (concessão número 15K18603).
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Universidade de Tsukuba . Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.
Referência do jornal :
Keisuke Yumoto, Takashi Kanbe, Yoko Saito, Shingo Kaneko, Yoshiaki Tsuda. Efficient PCR Amplification Protocol of Nuclear Microsatellites for Exuviae-Derived DNA of Cicada, Yezoterpnosia nigricosta . Frontiers in Insect Science , 2021; 1 DOI: 10.3389 / finsc.2021.696886
