Organización genómica y análisis bioinformático de genes de toxinas de veneno de serpiente mediante diversas plataformas de secuenciación

Abstract

[ES] El envenenamiento por mordedura de serpiente es un problema de salud pública que afecta a muchas de las comunidades rurales más pobres del mundo, principalmente las que practican la agricultura de subsistencia y las actividades de pastoreo en regiones tropicales y subtropicales de África, Asia, América Latina y Oceanía (Harrison et al., 2009). El envenenamiento ofídico es considerado por la Organización Mundial de la Salud (OMS) una enfermedad desatenidida. Por ello, su estudio es importante para desarrollar antivenenos que neutralicen los efectos tóxicos de los venenos, así como para aprovechar muchas de sus propiedades para el desarrollo de nuevos fármacos. Los análisis proteómicos han mostrado que los venenos de serpientes están generalmente constituídos por un número reducido de familias de toxinas multigénicas, donde las metaloproteasas representan uno de los componentes mayoritarios de los venenos de las familias Crotalidae y Viperidae (Markland y Swenson, 2013). La falta de datos genómicos impide llevar a cabo un estudio de genómica comparada entre las distintas especies de serpientes, por lo que no se conoce muy bien la estructura y distribución de los genes de las distintas subfamilias de metaloproteasas y disintegrinas. En este trabajo hemos amplificado, a partir del DNA genómico, genes de disintegrinas y metaloproteasas del ofidio Bitis arietans y hemos obtenido sus secuencias mediante secuenciación Sanger iterativa, lo que ha resultado en la caracterización de una subunidad de una nueva disintegrina dimérica. Así mismo, mediante la plataforma de secuenciación de tercera generación MiniON, secuenciamos ocho BACs (bacterial artificial chromosome) que incluían fragmentos genómicos del clúster de genes de metaloproteasas de la serpiente Bothrops jararaca. Mediante análisis bioinformático se anotó un contig codificante de 4 genes de metaloproteasas tipo PIII y 2 tipo PII dispuestos en tándem.

[EN] Snake bite envenoming represents a public health issue affecting many of the world's poorest rural communities, especially those involved in subsistence farming and grazing activities in tropical and subtropical regions of Africa, Asia, Latin America and Oceania (Harrison et al., 2009) The World Health Organization (WHO) has adopted snakebite envenoming as a ‘category A’ neglected tropical disease (NTD)—the WHO’s highest possible ranking for an NTD. Research on venoms and their toxins is relevant to develop antivenoms that neutralize their toxic effects, but also to develop new therapeutics. Proteomic analyzes of snake venoms that snake venoms are generally made up of a reduced number of multigenic toxin families. Metalloproteinases represent one of the major components of the venoms of the Crotalidae and Viperidae families(Markland and Swenson, 2013).The lack of comprehensive genomic data has precluded comparative snake genomic studies and thus the genomic structure and distribution of genes of the different subfamilies of metalloproteases remain poorly investigated. In this work, using genomic DNA from Bitis arietans, we have amplified disintegrin and metalloprotease genes and have unveiled their sequences through iterative Sanger sequencing, resulting in the characterization of a novel subunit of a dimeric disintegrin. Also, using the third generation sequencing MiniON platform, we have sequenced 8 BACs (bacterial artificial chromosome) that included a genomic fragment encoding part of the metalloprotease gene cluster of Bothrops jararaca. By means of bioinformatic analysis, a contig including 4 PIII-class and 2 PII-class tandemly arranged metalloprotease genes was annotated.