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http://hdl.handle.net/1843/80654
Tipo: | Dissertação |
Título: | Análise da localização nuclear do receptor de inositol 1,4,5-trifosfato isoforma III (ITPR3) em células tumorais e não tumorais |
Autor(es): | Clara Couto Fernandez |
primer Tutor: | Dawidson Assis Gomes |
primer Co-tutor: | Michele Angela Rodrigues |
primer miembro del tribunal : | Christopher Kushmerick |
Segundo miembro del tribunal: | Ronaldo Alves Pinto Nagem |
Resumen: | O núcleo celular possui a mesma maquinaria de sinalização de cálcio que o citoplasma, e o Ca2+ no núcleo regula processos distintos, como expressão gênica e proliferação celular. No núcleo, encontramos o receptor de inositol 1,4,5-trifosfato isoforma 3 (ITPR3), mas nunca foi demonstrado com detalhes sobre sua localização nuclear e como este receptor chega ao núcleo. O objetivo deste trabalho foi demonstrar a expressão nuclear do ITPR3 em células tumorais e não tumorais e investigar o papel do domínio C-terminal para a localização nuclear. Inicialmente utilizamos o banco de dados GEPIA2 para verificar a superexpressão do ITPR3 em diversos tipos de tumores, principalmente do trato gastrointestinal. Com o intuito de investigar a localização do receptor nas células, ensaios de proteômica e Western Blot foram realizados, evidenciando que o receptor é expresso tanto no citoplasma quanto no núcleo de células MDCK, U2OS e MzChA-1. Além disso, ensaios de imunofluorescência foram realizados nessas três linhagens celulares, confirmando os resultados anteriores. A quantificação das imunofluorescências demonstrou que as três linhagens não apresentaram diferença na expressão do receptor no citoplasma, mas as linhagens tumorais mostraram maior expressão do receptor no núcleo em comparação com a linhagem não tumoral. Para entender o mecanismo pelo qual o ITPR3 está localizado no núcleo, realizamos uma predição in silico de um possível sinal de localização nuclear (NLS) na porção C-terminal. Então, foram realizadas três construções com os últimos dois domínios transmembrana: (1) a porção C-terminal completa, (2) a porção C-terminal sem os últimos 38 aminoácidos e (3) a porção C-terminal modificada com 4 alaninas. As células U2OS foram transfectadas com essas construções e marcadas para visualização por imunofluorescência. As médias de intensidade do ITPR3 no núcleo e dos pontos de contato entre o ITPR3 as marcações da lâmina B ou do Hoechst foram quantificadas. Todos as construções foram expressas no núcleo, mas a retirada da porção C-terminal fez com que as construções fossem mais expressos no nucleoplasma. Por fim, para verificar a possibilidade de a construção poder formar tetrâmeros, assim como o receptor completo, foi realizada a predição no AlphaFold2, sugerindo que ocorrem ligações de hidrogênio entre a Glu291 e Lis293 das porções C-terminais da construção. Em conclusão, este é o primeiro trabalho que confirma, por diferentes técnicas, a localização nuclear do ITPR3, tanto no envelope nuclear quanto no nucleoplasma. Em células tumorais, o ITPR3 está mais expresso no núcleo do que no citoplasma, possibilitando novos caminhos para entender a dinâmica molecular deste receptor e sua relação com o desenvolvimento do câncer. Além disso, demonstramos que a porção C-terminal do receptor é expressa no núcleo e que os últimos 38 aminoácidos não parecem ser determinantes para garantir a expressão do receptor nesse compartimento celular. |
Abstract: | The cell nucleus has the same calcium signaling machinery as the cytoplasm, and Ca2+ in the nucleus regulates distinct processes such as gene expression and cell proliferation. In the nucleus, we found inositol 1,4,5-triphosphate receptor isoform 3 (ITPR3), but its nuclear localization and how this receptor reaches the nucleus has never been demonstrated in detail. The aim of this study was to demonstrate the nuclear expression of ITPR3 in tumor and non-tumor cells and to investigate the role of the C-terminal domain in its nuclear localization. Initially, we used the GEPIA2 database to verify the overexpression of ITPR3 in different tumor types, mainly in the gastrointestinal tract. To investigate the location of the receptor in cells, proteomics and Western Blot assays were performed, showing that the receptor is expressed in both the cytoplasm and nucleus of MDCK, U2OS, and MzChA-1 cells. Immunofluorescence assays were performed on these three cell lines, confirming the results of previous studies. Immunofluorescence quantification demonstrated that the three cell lines showed no difference in receptor expression in the cytoplasm, but the tumor cell lines showed higher receptor expression in the nucleus than the non-tumor line. To understand the mechanism by which ITPR3 is localized in the nucleus, we performed in silico prediction of a possible nuclear localization signal (NLS) in the C-terminal region. Three constructs were made with the last two transmembrane domains: (1) the complete C-terminal portion, (2) the C-terminal portion without the last 38 amino acids, and (3) the C-terminal portion modified with four alanine residues. U2OS cells were transfected with these constructs and visualized by immunofluorescence. The mean intensity of ITPR3 in the nucleus and contact points between ITPR3 and lamina B or Hoechst labeling were quantified. All constructs were expressed in the nucleus. However, removal of the last 38 amino acids from the C-terminal portion increased the expression of the construct in the nucleoplasm. Finally, to verify the possibility of the construct forming tetramers as the complete receptor, prediction was carried out using AlphaFold2, suggesting that hydrogen bonds occur between Glu291 and Lys293 in the C-terminal portions of the construct. In conclusion, this is the first work that confirms, using different techniques, the nuclear localization of ITPR3, both in the nuclear envelope and in the nucleoplasm. In tumor cells, ITPR3 is more highly expressed in the nucleus than in the cytoplasm, enabling new ways to understand the molecular dynamics of this receptor and its relationship with cancer development. Furthermore, we demonstrated that the C-terminal portion of the receptor is expressed in the nucleus, and that the last 38 amino acids do not seem to be decisive in guaranteeing the expression of the receptor in this cellular compartment. |
Asunto: | Bioquímica e imunologia Neoplasias Sinais de Localização Nuclear Inositol 1, 4, 5-Trifosfato Receptores de Inositol 1, 4, 5-Trifosfato |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Institución: | UFMG |
Curso: | Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Imunologia |
Tipo de acceso: | Acesso Restrito |
metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/80654 |
Fecha del documento: | 26-feb-2024 |
Término del Embargo: | 25-feb-2026 |
Aparece en las colecciones: | Dissertações de Mestrado |
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