Caracterización de inversiones cromosómicas en Drosophila subobscura

Abstract

Las inversiones cromosómicas son variaciones estructurales producidas por la rotura de un fragmento cromosómico y su reinserción en orientación invertida. Drosophila ha sido el género más estudiado, siendo D. subobscura particularmente interesante por su abundante polimorfismo por inversión. Se ha relacionado las inversiones cromosómicas con el carácter adaptativo de la especie. El objetivo de este estudio fue la caracterización de inversiones cromosómicas por mapeo de reads paired-end de Illumina sobre el genoma de referencia. Para ello, se creó un protocolo bioinformático que permitiera obtener los puntos de rotura de la inversión J1, de especial interés por su carácter adaptativo, y los puntos de rotura de la inversión U6. Se caracterizaron los dos puntos de rotura de la inversión U6 y los resultados revelaron que la inversión fue originada por NHEJ y rotura escalonada. El estudio de los genes codificantes flanqueantes determinó que la inversión no afectó a ninguno de ellos. No obstante, sería necesario corroborar dichos puntos de rotura mediante PCR para afirmar este hecho. No se pudo caracterizar molecularmente los puntos de rotura de la inversión J1. Este hecho muestra la dificultad de obtener puntos de rotura debido a zonas muy repetitivas en el genoma que dificultan el proceso de ensamblaje de datos NGS. A pesar de no obtener los resultados esperados, se obtuvo un protocolo bioinformático que permitirá al resto de investigadores determinar los puntos de rotura de inversiones y abrir puertas a una elevada cantidad de estudios de adaptación.

Chromosomal inversions are structural variations produced by the breakage of a chromosomal fragment and its reinsertion in an inverted orientation. Drosophila has been the most studied genus, with D. subobscura being particularly interesting for its abundant inversion polymorphism. Chromosomal inversions have been related to the adaptive character of the species. The aim of this study was the characterization of chromosome inversions by Illumina paired-end reads mapping to a reference genome. For this purpose, a bioinformatics protocol was created to obtain the breakpoints of the J1 inversion, of special interest due to its adaptive nature, and the breakpoints of the U6 inversion. The two break points of the U6 inversion were characterized and the results revealed that the inversion was caused by NHEJ and staggered break. The study of the flanking coding genes determined that the inversion did not affect any of them. However, it would be necessary to corroborate said breakpoints by PCR to confirm this fact. The breaking points of the J1 inversion could not be characterized molecularly. This fact shows the difficulty of obtaining breakpoints due to highly repetitive areas in the genome that hinder the NGS data assembly process. Despite not obtaining the expected results, a bioinformatics protocol was obtained that will allow future researchers to determine the breakpoints of inversions and will be a starting point for a large number of adaptation studies.