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dc.contributor.advisor1Carlos Renato Machadopt_BR
dc.contributor.advisor-co1Santuza Maria Ribeiro Teixeirapt_BR
dc.contributor.referee1Ângela Kaysel Cruzpt_BR
dc.contributor.referee2Marcelo de Padulapt_BR
dc.contributor.referee3Miriam Martins Chavespt_BR
dc.creatorAlice Machado da Silvapt_BR
dc.date.accessioned2019-08-11T11:17:48Z-
dc.date.available2019-08-11T11:17:48Z-
dc.date.issued2008-02-14pt_BR
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/CMFC-7FNMEZ-
dc.description.abstractRecent studies carried out by our group have demonstrated that the species T. cruzi can be divided into three distinct haplogroups, named A, B and C. This division was based upon extensive analyses carried out in several T.cruzi strains of microssatellites and polymorphisms found among various genes, including the MSH2 gene, which encodes a key component of the mismatch repair pathway (MMR). Treatment of parasite cultures with genotoxic agents also suggested that strains belonging to haplogroups B and C present a less efficient MMR when compared to the haplogroup A strains. These results led us to propose that the lower MMR efficiency found in haplogroups B and C could imply in a greater genetic variability in these strains, as indicated by the studies of multigene families present in the T. cruzi genome. It should be noted that strains belonging to haplogroup C are more frequently associated with chronic cases of Chagas disease in Brazil. Thus, it is possible that this higher genetic variability has contributed to a greater adaptation of these strains to the domestic cycle of Chagas disease. Since each haplogroup is characterized by a distinct MSH2 isoform, we decided to further characterize the T. cruzi MSH2 and investigate its role in generating the differences in MMR found between the haplogroups. The MSH2 gene was amplified from the genome of two T. cruzi strains, Colombiana (haplogroup A) and CL Brener (a hybrid strain that contains MSH2 alleles belonging to haplogroups B and C) and their whole coding region was sequenced. We have found 29 aminoacid substitutions between the MSH2 from these strains, some of them in regions described as important for the proteins structural or functional maintenance. In silico analysis indicated that the differences found between the MSH2 of Colombiana and CL Brener do not lead to alterations in protein structure. ATPase assays performed with recombinant proteins purified from E. coli indicated that Colombianas MSH2 presents a higher activity in vitro compared to CL Breners MSH2, suggesting that the SNPs in these strains MSH2 could account for the differences in the response to treatment with genotoxic agents. To compare the activity of CL Brener and Colombianas MSH2 in vivo, a second approach involving the expression of these proteins in Trypanosoma brucei MSH2 knockout cells was attempted. However, this apporach was not successful because microsatellite instability and MNNG resistance assays indicated that the complementation of the MMR pathway in T. brucei through the expression of T. cruzi MSH2 is not possible. On the other hand, this model allowed us to evaluate the role of MSH2 in the response to oxidative stress in these parasites. Similar to T. cruzi MSH2 -/+ single knockout cells, MSH2 -/- T. brucei cells are more sensitive to treatment with hydrogen peroxide than wild type cells. MLH1, the MSH2 counterpart in MMR, is not involved in this process, as shown by the analyses with T. brucei MLH1-/- knockout cells. Since MSH2 from T. cruzi was unable to complement microsatellite instability and MNNG resistance in T. brucei MSH2 -/- cells, and MLH1 is not involved in the response to hydrogen peroxide treatment, we propose that, in trypanosomatids, MSH2 has an additional role in the response to oxidative stress, which is independent from MMR.pt_BR
dc.description.resumoEstudos recentes realizados pelo nosso grupo demonstraram que a espécie Trypanosoma cruzi pode ser dividida em três haplogrupos distintos, denominados A, B e C. Essa classificação está baseada em uma extensa análise de microssatélites e polimorfismos de vários genes em diversas cepas desse parasita, incluindo o gene MSH2, que codifica um componente essencial da via de reparo de erros de pareamento (MMR). Tratamento com agentes genotóxicos sugeriu que cepas dos haplogrupos B e C apresentam menor eficiência de MMR se comparado com cepas do haplogrupo A. Esses resultados nos levaram a propor que essa menor eficiência de MMR poderia estar correlacionada à maior variabilidade genética encontrada nessas cepas, como demonstrado em estudos recentes sobre famílias de genes multi-cópias. Cabe notar que as cepas pertencentes ao haplogrupo C estão normalmente associadas aos casos crônicos da doença de Chagas no Brasil. Portanto, é possível que essa maior variabilidade genética tenha contribuído para uma maior capacidade de adaptação dessas cepas ao ciclo doméstico da doença de Chagas. Como cada um dos haplogrupos é caracterizado por uma isoforma distinta de MSH2, decidimos aprofundar a caracterização dessa proteína e investigar se ela poderia ser responsável pelas possíveis diferenças de MMR entre haplogrupos. O MSH2 foi amplificado a partir de DNA genômico das cepas de T. cruzi Colombiana (haplogrupo A) e CL Brener (uma cepa híbrida apresentando os alelos de MSH2 dos haplogrupos B e C) e sua região codificadora foi seqüenciada. Foram encontradas 29 substituições de aminoácidos entre o MSH2 dessas cepas, algumas delas em regiões descritas como importantes para a manutenção da estrutura ou função dessa proteína. Análises in silico indicaram que as diferenças entre o MSH2 de Colombiana e CL Brener não levam a alterações estruturais. Visando verificar sua atividade in vitro, o MSH2 dessas cepas foi expresso em E. coli e as proteínas recombinantes utilizadas em um ensaio funcional de hidrólise de ATP. A proteína MSH2 de Colombiana apresentou maior atividade ATPásica in vitro quando comparada à de CL Brener, sugerindo que os SNPs encontrados podem ser responsáveis pelas diferenças observadas nas respostas a tratamentos com agentes genotóxicos. Visando comparar a atividade do MSH2 de CL Brener e Colombiana in vivo optamos pela expressão heteróloga dessas isoformas de MSH2 de T. cruzi em linhagens de Trypanosoma brucei MSH2 -/-. Entretanto, as análises de instabilidade de microssatélite e tratamento com MNNG indicaram que a complementação da via de MMR em T. brucei através da expressão de MSH2 de T. cruzi não é possível. Por outro lado, esse modelo nos permitiu avaliar a participação do MSH2 na resposta ao estresse oxidativo nesse parasita. Semelhante ao observado com linhagens de T. cruzi MSH2+/-, linhagens de T. brucei MSH2 -/- são mais susceptíveis ao tratamento com peróxido de hidrogênio (H2O2) do que células selvagens. Ensaios com células de T. brucei MLH1-/- demonstraram que MLH1, uma proteína que atua juntamente com o MSH2 no MMR, não está envolvida nesse processo. O fato do MSH2 de T. cruzi não ter sido capaz de complementar a via de MMR em T. brucei MSH2 -/-, associado à não participação do MLH1 na resposta a tratamento com H2O2, nos levou a propor que, em tripanossomatídeos, MSH2 teria um papel adicional na resposta a estresse oxidativo, sendo essa uma função independente do MMR.pt_BR
dc.languagePortuguêspt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjecttripanossomatídeospt_BR
dc.subject.otherBioquímicapt_BR
dc.subject.otherTripanossoma cruzipt_BR
dc.subject.otherReparo de erro de pareamento de DNApt_BR
dc.subject.otherDNA Recombinantept_BR
dc.subject.otherEstresse oxidativopt_BR
dc.titleMSH2 e o reparo de erros de pareamento em tripanossomatídeos: análises in vitro e in vivo e envolvimento na resposta a estresse oxidativopt_BR
dc.typeTese de Doutoradopt_BR
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