Regulação metabólica da metilação do DNA: novas rotas, novos alvos

• Processo: 19/25982-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2020
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2023
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Medicina Veterinária - Reprodução Animal
• Pesquisador responsável: Marcella Pecora Milazzotto
• Beneficiário: Marcella Pecora Milazzotto
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Santo André , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Santo André
• Pesquisadores associados: Camila Bruna de Lima ; Jéssica Ispada ; Marc-André Sirard ; Pablo Juan Ross
• Assunto(s): Fertilização in vitro animal Bovinos Embrião de animal Metabolismo embrionário Epigênese genética Metilação de DNA Mitocôndrias Desmetilação do DNA
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bovino | embrião | epigenética | metabolismo | mitocôndria | Epigenética e metabolismo embrionários

Resumo

Os sistemas de cultivo de embriões in vitro são determinantes no seu desenvolvimento podendo impactar até mesmo indivíduos após o nascimento. Modificações nestes sistemas têm sido propostas e podem levar a alterações que estão para além do índice de blastocisto e incremento nos critérios de viabilidade. Um dos fatores mais afetados por modificações do sistema in vitro é o metabolismo embrionário. No início do desenvolvimento o metabolismo energético embrionário é principalmente mantido pela fosforilação oxidativa através do alto consumo de piruvato. A demanda energética é aumentada com a ativação do genoma, fazendo com que o embrião passe a metabolizar glicose com maior eficiência, em especial pela maior atividade da via glicolítica. Por ambas as vias o piruvato pode ser convertido a acetil-CoA e direcionado ao ciclo do ácido tricarboxílico. Entre outros intermediários, o ciclo do TCA gera alfa-cetoglutarato que poderá, além de ser convertido a succinato e permanecer neste ciclo, ser usado como co-fator de enzimas responsáveis por importantes processos moleculares no embrião, como as TET (Ten-eleven translocation methylcytosine dioxygenase). As enzimas da família TET são responsáveis pela desmetilação ativa da 5-metilcitosina, sendo essenciais na reprogramação epigenética de embriões de mamíferos. Em células-tronco embrionárias a relação entre alfa-cetoglutarato e succinato está relacionada a maior ou menos capacidade do embrião em desmetilar o DNA via TET. Se esse mecanismo for similar em embriões, modificações da relação entre esses dois metabólitos pode ter impacto em todo o controle molecular inicial, incluindo a reprogramação do DNA nuclear e mitocondrial, deixando marcas que poderão perdurar mesmo nas células já diferenciadas. Com base nisso, o presente projeto tem como objetivo caracterizar o padrão de metilação de DNA nuclear e mitocondrial ao longo do desenvolvimento embrionário. Além disso, avaliar se modificações no balanço entre alfa-cetoglutarato e succinato ao longo do desenvolvimento embrionário são capazes de alterar a atividade de TET e o padrão de desmetilação e metilação de novo do DNA. Para tal, metabólitos do ciclo do TCA (alfa-cetoglutarato e succinato) serão modulados e seus efeitos avaliados quanto a parâmetros de metilação do DNA nuclear e mitocondrial, bem como a transcrição gênica global. Espera-se que estes resultados contribuam para a compreensão dos mecanismos de regulação dos processos de desmetilação do DNA em embriões e o papel do metabolismo neste evento. (AU)

Publicações científicas

(5)

(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)

DE LIMA, CAMILA BRUNA; MARTIN, HELENE; MILAZZOTTO, MARCELLA PECORA; SIRARD, MARC-ANDRE. Genome-wide methylation profile of mitochondrial DNA across bovine preimplantation development. Epigenetics, v. 18, n. 1, p. 13-pg., 2023-12-31. (19/25982-7)

FONTES, PATRICIA KUBO; DOS SANTOS, ERIKA CRISTINA; DA ROCHA, HELOISE CALE; DE LIMA, CAMILA BRUNA; MILAZZOTTO, MARCELLA PECORA. Metabolic stressful environment drives epigenetic modifications in oviduct epithelial cells. Theriogenology, v. 215, p. 7-pg., 2023-12-08. (20/02500-4, 19/25982-7)

ISPADA, JESSICA; MILAZZOTTO, MARCELLA PECORA. ilencing mark H3K27me3 is differently reprogrammed in bovine embryos with distinct kinetics of developmen. REPRODUCTION IN DOMESTIC ANIMALS, v. 57, n. 3, DEC 2021. (18/11668-6, 15/03381-0, 19/25982-7)

MILAZZOTTO, MARCELLA PECORA; ISPADA, JESSICA; DE LIMA, CAMILA BRUNA. Metabolism-epigenetic interactions on in vitro produced embryos. REPRODUCTION FERTILITY AND DEVELOPMENT, v. N/A, p. 14-pg., 2022-10-14. (19/25982-7)

MILAZZOTTO, MARCELLA PECORA; NOONAN, MICHAEL JAMES; MONTEIRO MELO FERRAZ, MARCIA DE ALMEIDA. Mining RNAseq data reveals dynamic metaboloepigenetic profiles in human, mouse and bovine pre-implantation embryos. ISCIENCE, v. 25, n. 3, p. 23-pg., 2022-03-18. (19/25982-7)