Evidência de seleção contra mitocôndrias disfuncionais durante a embriogênese inicial em camundongos

• Processo: 20/08872-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Humana e Médica
• Pesquisador responsável: Marcos Roberto Chiaratti
• Beneficiário: Marcos Roberto Chiaratti
• Instituição Sede: Centro de Ciências Biológicas e da Saúde (CCBS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Mitocôndrias DNA mitocondrial Embrião
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: DNA mitocondrial | doença mitocondrial | embrião | Heteroplasmia | mitocôndria | Transferência de citoplasma | Genética mitocondrial

Resumo

Existem evidências da ação de um filtro purificador na linhagem germinativa feminina que previne a expansão de mutações deletérias no DNA mitocondrial (mtDNA). Dado o nosso limitado conhecimento acerca deste filtro, nós investigamos a competência do embrião de camundongo em eliminar mitocôndrias disfuncionais. Para tanto, mitocôndrias foram fotossensibilizadas por fotoirradiação de zigotos NZB/BINJ marcados com chloromethyl-X-rosamina (CMXRos). O citoplasma resultante foi então injetado em zigotos C57BL/6J para detecção dos níveis de mtDNA NZB/BINJ durante o desenvolvimento pré-implantacional. Cerca de 30% do mtDNA NZB/BINJ estava presente após a injeção, independente do uso de doadores de citoplasma submetidos ou não a fotoirradiação. Ainda, a injeção de citoplasma proveniente de zigotos fotoirradiados não impactou o desenvolvimento a blastocisto. Por outro lado, menores níveis de mtDNA NZB/BINJ estavam presentes nos blastocistos quando a injeção de citoplasma fotoirradiado (24.7% ± 1.43) foi comparada ao uso de citoplasma não fotoirradiado (31.4% ± 1.43). Visto que o conteúdo total de mtDNA se manteve estável entre estádios (zigotos vs. blastocisto) e tratamentos (fotoirradiado vs. não fotoirradiado), esses resultados indicam que o mtDNA derivado zigoto fotoirradiado foi substituído nos blastocistos pelo mtDNA do embrião receptor. Inesperadamente, o tratamento com rapamicina preveniu a redução dos níveis de mtDNA NZB/BINJ associado com a injeção de citoplasma fotoirradiado. Adicionalmente, a análise da co-localização entre mitocôndrias e autofagossomos não forneceu evidências de que as mitocôndrias fotoirradiadas foram eliminadas por autofagia. Em conclusão, nossos achados fornecem evidências de que o embrião de camundongo é competente para mitigar os níveis de mitocôndrias disfuncionais, o que pode ter implicações para o entendimento da transmissão de doenças mitocondriais. (AU)