Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/33622
Type: Dissertação
Title: Caracterização da ribonucleoproteína RBP42 no parasito Trypanosoma cruzi sob condições de estresse
Other Titles: Trypanosoma cruzi RNA binding protein 42 characterization in parasites subjected to stress conditions
Authors: Daniela de Laet Souza
First Advisor: Glória Regina Franco
First Co-advisor: Daniela Ferreira Chame
First Referee: Vinicius de Toledo Ribas
Second Referee: Ronaldo Alves Pinto Nagem
Abstract: Proteínas ligantes de RNA (RBPs) são componentes essenciais na regulação da expressão gênica. A interação entre RBPs e seus mRNA alvos formam os complexos ribonucleoproteicos que ditam o destino dos transcritos e podem se agregar em grânulos citoplasmáticos microscopicamente visíveis em resposta a estímulos capazes de causar a parada súbita da tradução. No Trypanosoma cruzi existe um grande repertório de grânulos, que podem integrar os mecanismos que conferem a esse parasito a sua notável resistência a diferentes tipos de estresse. A ribonucleoproteína RBP42, estudada frequentemente nos tripanosomatídeos, foi descrita pela primeira vez no Trypanosoma brucei como sendo uma proteína citoplasmática essencial para a viabilidade celular. Nesse trabalho realizamos a caracterização da proteína RBP42 do T. cruzi CL Brener (TcbRBP42). Inicialmente, as características dos genes e da proteína TcbRBP42 foram estudadas in silico. As predições de estrutura secundária e buscas por domínios conservados mostraram que a proteína TcbRBP42 apresenta uma estrutura modular composta por dois domínios estruturados, NTF2-like e RRM, ligados entre si por uma longa região central desordenada e enriquecida em sequências de baixa complexidade. Essas características também foram encontradas em seus ortólogos presentes em outros cinetoplastídeos. Adicionalmente, essa proteína é codificada por apenas dois alelos no genoma do parasito. A proteína TcbRBP42 também foi caracterizada no contexto do estresse celular induzido pela radiação gama e pelo benzonidazol, dois agentes aos quais esse parasito apresenta resistência. Para fins de detecção, uma versão recombinante dessa proteína marcada com uma cauda de histidina (rTcbRBP42) foi expressa em epimastigotas. A expressão de rTcbRBP42 não alterou o padrão de crescimento das epimastigotas mantidas em condições normais de cultivo ou submetidas aos tratamentos com radiação gama e benzonidazol. A parada de crescimento ocasionada pelo estresse foi muito similar em epimastigotas expressoras de rTcbRBP42 e wild type. Ensaios de imunofluorescência mostraram que o tratamento dos parasitos com esses agentes promove a distribuição diferencial de rTcbRBP42 que se acumula em estruturas citoplasmáticas granulares, cujas características variam de acordo com o tipo de estresse aplicado. A marcação dos RNAs sintetizados após a indução de estresse também revelou o efeito diferencial dos tratamentos na distribuição celular desses RNAs. Após a irradiação, os RNAs recém-sintetizados não formam grânulos; em vez disso, estes são transportados e se espalham por todo o citoplasma dos parasitos. Em contrapartida, foi observada a agregação desses em focos citoplasmáticos após exposição ao benzonidazol. Esses focos não foram colocalizados com aqueles de rTcbRBP42, o que sugere que os RNAs presentes nessas estruturas provavelmente não são alvos dessa proteína. Em conjunto, os dados sugerem que TcbRBP42 é uma ribonucleoproteína capaz de formar grânulos em resposta a diferentes condições de estresse. Esses grânulos provavelmente variam em composição de acordo com o estresse aplicado e podem ser parte dos muitos mecanismos que permitem a sobrevivência do T. cruzi aos estresses causados pela radiação gama e pelo benzonidazol.
Abstract: RNA binding proteins (RBPs) are essential components for gene expression regulation. The interaction between RBPs and target mRNAs forms ribonucleoprotein complexes that dictate RNA fate and may aggregate into microscopically visible cytoplasmic foci in response to stimuli capable of stalling translation. In Trypanosoma cruzi, there is a large repertoire of granules that may integrate the mechanisms underlying the remarkable resistance this parasite presents to different kinds of stress. The ribonucleoprotein RBP42, frequently studied in trypanosomatids, was first described in Trypanosoma brucei as a cytoplasmic protein essential for cell viability. In this work, we characterize the protein RBP42 present in the T. cruzi CL Brener (TcbRBP42). Initially, TcbRBP42 genes and protein characteristics were studied in silico. Secondary structure predictions and conserved domain searches revealed the modular architecture of TcbRBP42. There are two structured domains, NTF2-like and RRM, linked together by an extended disordered region enriched in low complexity sequences. These characteristics were also found in its orthologues from other kinetoplastids. Additionally, only two alleles code for this protein in the parasite genome. TcbRBP42 was also characterized under the cellular stress induced by gamma radiation and benznidazole. T. cruzi presents resistance to both agents. For detection purposes, a 6His-tagged version of this protein was transfected into epimastigotes (rTcbRBP42). The rTcbRBP42 expression did not modify epimastigotes growth pattern in both normal and stress culturing conditions. The growth arrest caused by stress was very similar in transfected and wild-type epimastigotes. Immunofluorescence assays revealed that both stress conditions tested promote a differential distribution of rTcbRBP42. This protein accumulates into granular cytoplasmic structures with characteristics varying according to the kind of stress applied. Labeling of RNAs synthesized after stress induction also showed the differential effect of both treatments tested on RNA cellular distribution. After irradiation, newly synthesized RNAs do not form granules; instead, they are transported to and spread throughout the parasite cytoplasm. In contrast, after benznidazole exposure these RNAs aggregate into cytoplasmic foci. These foci were not colocalized with those of rTcbRBP42, suggesting this protein does not interact with the RNAs present in these structures. Taken together, our data suggest that TcbRBP42 is a ribonucleoprotein capable of forming granules in response to stress conditions. These structures probably vary in composition according to the kind of stress applied and may be part of the various mechanisms allowing parasite survival to the stresses caused by gamma radiation and benznidazole.
Subject: Bioquímica
Ribonucleoproteínas
Trypanosoma cruzi
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E IMUNOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Imunologia
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/33622
Issue Date: 25-Feb-2019
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