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Identificação e investigação funcional de proteínas que interagem com as enzimas Cdc42 e DUSP12 em células humanas sob condições de instabilidade genômica: uma abordagem proteômica

Resumo

Há cerca de cinco anos nosso laboratório investiga a participação de enzimas da família Rho GTPases e fosfatases de especificidade dual (DUSPs) em mecanismos de manutenção de estabilidade genômica que proporcionam às células maior resistência ou sensibilidade a agentes genotóxicos. Por exemplo, mostramos o envolvimento da fosfatase dual DUSP3 (ou VHR) no reparo de danos ao DNA induzidos por radiação ionizante gama em células tumorais, identificando novos alvos/substratos proteicos pelos quais esta fosfatase estaria atuando na manutenção da estabilidade genômica. Em outros casos mostramos que pequenas GTPases típicas RhoA e Rac1 também estão mediando estabilidade genômica através da via de resposta a danos no DNA (DDR) atuando indiretamente sobre a fosforilação de proteínas quinases Chk1/2 e do sensor de danos ³H2AX, levando a uma menor proliferação e sobrevivência quando células deficientes das GTPases são submetidas a estresse genotóxico por radiação ultravioleta. Surpreendentemente e de forma contrária atua a GTPase Cdc42, cuja superativação é que leva a maior sensibilidade de células tumorais a estresse genotóxico, ou seja, os mecanismos regulados por esta enzima estão atuando opostamente nas proteínas de DDR. Até então, como uma enzima estritamente citosólica e membranar, e ainda de funções regulatórias de citosqueleto bem definidas, especula-se que Cdc42 possa ter efetores e/ou reguladores proteicos downstream desconhecidos que estariam correlacionando esta enzima com mecanismos de estabilidade genômica. Outra fosfatase dual que pretendemos investigar, devido a alta homologia de seu domínio catalítico e funções biológicas com DUSP3, é a DUSP12 ou hYVH1. Esta enzima já foi implicada em diversos processos mostrando um efeito citoprotetor em células expostas a estresse oxidativo (interação com a proteína de choque térmico Hsp70), bem como sua presença e influência em grânulos de estresse, partículas que contêm mRNA, fatores de iniciação de tradução e partículas ribossomais, entre outras. Entretanto, quais seriam os alvos proteicos desta fosfatase e os mecanismos moleculares por eles regulados ainda são questões abertas neste campo. Apesar de Cdc42 e DUSP12 serem enzimas de funções bioquímicas totalmente diferentes elas parecem estar mediando funções biológicas similares na instabilidade genômica promovida por agentes genotóxicos que reduzem a proliferação celular. Assim, e de acordo com a experiência adquirida por nosso laboratório, este projeto vem propor respostas para as seguintes hipóteses: 1º) quais seriam os parceiros proteicos da GTPase Cdc42 e prováveis vias de sinalização controladas por ela em condições celulares instabilidade genômica que estariam mediando seu envolvimento na sensibilização de células tumorais a estresse genotóxico?; 2º) quais seriam os substratos enzimáticos e/ou parceiros proteicos da fosfatase dual DUSP12 em condições de instabilidade genômica promovida estresse oxidativo e/ou agentes genotóxicos, por exemplo, que seriam os responsáveis por novas ou já conhecidas funções biológicas atribuídas a esta enzima?Pretendemos identificar moléculas que interagem com estas enzimas, validar estas interações e mostrar que possivelmente existem mecanismos moleculares precisos e pouco conhecidos, envolvendo-as física e/ou quimicamente em mecanismos de estabilidade genômica, sendo que perturbações nas mesmas levariam e levam a distúrbios celulares frentes diferentes tipos de estresse. Esta investigação deverá ser conduzida em diferentes linhagens celulares humanas transformadas ou não, escolhidas especificamente para cada enzima (Cdc42 e DUSP12), e a abordagem experimental deve incluirá técnicas básicas de: biologia molecular e celular, bioquímica, proteômica, microscopia de fluorescência confocal, bioinformática, e outras. Pretende-se mostrar que GTPase reguladoras do citoesqueleto e tirosina fosfatases também são componentes da complexa rede funcional por trás da difícil tarefa de manutenção genômica. (AU)

Publicações científicas (8)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
RUSSO, LILIAN C.; FERRUZO, PAULT Y. M.; FORTI, FABIO L. Nucleophosmin Protein Dephosphorylation by DUSP3 Is a Fine-Tuning Regulator of p53 Signaling to Maintain Genomic Stability. FRONTIERS IN CELL AND DEVELOPMENTAL BIOLOGY, v. 9, MAR 11 2021. Citações Web of Science: 0.
PEREIRA, NADINE RANIERI; RUSSO, LILIAN CRISTINA; FORTI, FABIO LUIS. UV Radiation-induced Impairment of Cellular Morphology and Motility is Enhanced by DUSP3/VHR Loss and FAK Activation. Cell Biochemistry and Biophysics, JAN 2021. Citações Web of Science: 0.
MAGALHAES, YULI T.; SILVA, GISELE E. T.; OSAKI, JULIANA H.; ROCHA, CLARISSA R. R.; FORTI, FABIO L. RHOAming Through the Nucleotide Excision Repair Pathway as a Mechanism of Cellular Response Against the Effects of UV Radiation. FRONTIERS IN CELL AND DEVELOPMENTAL BIOLOGY, v. 8, AUG 19 2020. Citações Web of Science: 0.
MAGALHAES, YULI T.; CARDELLA, GIOVANNA D.; FORTI, FABIO L. Exoenzyme C3 transferase lowers actin cytoskeleton dynamics, genomic stability and survival of malignant melanoma cells under UV-light stress. JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY B-BIOLOGY, v. 209, AUG 2020. Citações Web of Science: 0.
RUSSO, LILIAN CRISTINA; FARIAS, JESSICA OLIVEIRA; FORTI, FABIO LUIS. DUSP3 maintains genomic stability and cell proliferation through modulation of the NER pathway and cell cycle regulatory proteins. CELL CYCLE, v. 19, n. 12 MAY 2020. Citações Web of Science: 0.
SILVA, LUIZ E.; SOUZA, RENAN C.; KITANO, EDUARDO S.; MONTEIRO, LUCAS F.; IWAI, LEO K.; FORTI, FABIO L. Proteomic and Interactome Approaches Reveal PAK4, PHB-2, and 14-3-3 eta as Targets of Overactivated Cdc42 in Cellular Responses to Genomic Instability. JOURNAL OF PROTEOME RESEARCH, v. 18, n. 10, p. 3597-3614, OCT 2019. Citações Web of Science: 0.
FACHI, JOSE LUIS; FELIPE, JAQUELINE DE SOUZA; PRAL, LAIS PASSARIELLO; DA SILVA, BRUNA KARADI; CORREA, RENAN OLIVEIRA; PEREIRA DE ANDRADE, MIRELLA CRISTINY; DA FONSECA, DENISE MORAIS; BASSO, PAULO JOSE; SARAIVA CAMARA, NIELS OLSEN; DE SALES E SOUZA, ERICKA LORENNA; MARTINS, FLAVIANO DOS SANTOS; SATO GUIMA, SUZANA EIKO; THOMAS, ANDREW MALTEZ; SETUBAL, JOAO CARLOS; MAGALHAES, YULI THAMIRES; FORTI, FABIO LUIS; CANDREVA, THAMIRIS; RODRIGUES, HOSANA GOMES; DE JESUS, MARCELO BISPO; CONSONNI, SILVIO ROBERTO; FARIAS, ALESSANDRO DOS SANTOS; VARGA-WEISZ, PATRICK; RAMIREZ VINOLO, MARCO AURELIO. Butyrate Protects Mice from Clostridium difficile-Induced Colitis through an HIF-1-Dependent Mechanism. CELL REPORTS, v. 27, n. 3, p. 750+, APR 16 2019. Citações Web of Science: 3.
MONTEIRO, LUCAS FALCAO; FORTI, FABIO LUIS. Network analysis of DUSP12 partners in the nucleus under genotoxic stress. JOURNAL OF PROTEOMICS, v. 197, p. 42-52, APR 15 2019. Citações Web of Science: 0.

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