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

Processo: 19/25982-7
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de setembro de 2020 - 31 de agosto de 2022
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). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
Pesq. 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 

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)