Avian genomics: insight into bitter taste receptors

Abstract

The detection of bitter taste is of major importance for animal survival since it provides an earlier evaluation of which food resources are safer, avoiding the ingestion of toxic compounds and regulating the feeding behavior. The taste receptor protein type 2 (T2R) family of G protein-coupled receptors (GPCRs) is responsible for bitter taste perception and its study is relevant to better understand the evolution of the sense of taste. Additionally, birds are a group of animals which are considered good models to evolutionary studies due to their abundance, high diversity of species and global widespread across varied ecological conditions. Phylogenetic reconstructions and selection analysis present a great approach to understand the evolutionary history and diversification of avian T2Rs. Additionally, comparative methodologies can assess the selective pressures acting on these genes. This work aims to assess the evolutionary genomics of the animal taste receptor gene type 2 (Tas2r) gene family in 245 bird species, distributed across 14 orders and, through a set of bioinformatics and genomic tools, to clarify their genomic representation, selective pressures and phylogenetic relationships. The results herein obtained reveal an acceleration of Tas2rs in the order Passeriformes. In addition, it was previously reported that diet has an influence on the Tas2r repertoire. Therefore, we studied the effect of additional ecological traits such as habitat and migration. Our results indicate that Tas2r show conservation on water birds and a stronger evolutionary pressure on non-migratory birds.

A deteção de sabor amargo é muito importante para a sobrevivência animal uma vez que permite avaliar que fontes de alimento são seguras consumir, prevenindo assim a ingestão de xenobióticos. Para além disso, estes receptores também regulam o comportamento alimentar dos animais. Os recetores de sabor tipo 2 (T2R), uma família de receptores acoplados às proteínas G (GPCRs), são responsáveis pela deteção de sabor amargo e o seu estudo é relevante para clarificar a evolução do sentido do paladar. Adicionalmente, as aves são um grupo de animais considerados como sendo bons modelos de evolução devido à sua abundância, grande diversidade de espécies e distribuição global em diferentes condições ecológicas. As reconstruções filogenéticas e análises de seleção, apresentam uma abordagem interessante para entender a história evolutiva e a diversificação de T2Rs em aves. Adicionalmente, metodologias comparativas podem avaliar as pressões seletivas que atuam nestes genes. Este estudo tem o objetivo de analisar a genómica evolutiva da família de genes dos receptores de sabor tipo 2 de animais (Tas2r) em 245 espécies de aves em 14 ordens. Através de um conjunto de ferramentas bioinformáticas e genómicas, pretende-se também esclarecer a sua representação genómica, pressões seletivas e relações filogenéticas. Os resultados obtidos revelam uma aceleração da pressão seletiva na ordem Passeriformes. Para além disso, foi anteriormente reportado que a dieta influencia o repertório de T2R. Assim, analisou-se o efeito de traços ecológicos adicionais como migração e habitat. Os nossos resultados indicam que Tas2r apresenta conservação em aves aquáticas e uma maior pressão evolutiva em aves não migratórias.