Novo caminho para a termogênese: o receptor nuclear Nr2f6 no músculo esquelético

• Processo: 23/08207-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2029
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia de Órgãos e Sistemas
• Pesquisador responsável: Leonardo dos Reis Silveira
• Beneficiário: Leonardo dos Reis Silveira
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Ana Carolina Migliorini Figueira ; Ângela Saito ; Jörg Kobarg ; Kleber Gomes Franchini ; Licio Augusto Velloso ; Marcio Chaim Bajgelman
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/22304-6 - Novo caminho para a termogênese: determinando o papel do Nr2f6 na regulação da expressão de genes relacionados a termogênese no músculo esquelético., BP.PD; 25/00100-2 - Treinamento da técnica de cultivo celular e de habilidades de ensaios bioquímicos e moleculares., BP.TT; 24/05514-7 - Fatores de transcrição associados à sarcolipina: Novo caminho para a termogênese, BP.PD; 24/18549-3 - Treinamento da técnica de cultivo celular e de habilidades em ensaios bioquímicos e moleculares., BP.TT
• Assunto(s): Fatores de transcrição Metabolismo Mitocôndrias Músculo esquelético Termogênese Receptores citoplasmáticos e nucleares
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fator de transcrição | metabolismo | mitocôndria | Músculo esquelético | termogênese | Fisiologia

Resumo

Fatores de transcrição (TFs) são proteínas que se ligam a sequências específicas de DNA para direcionar quais genes devem ser ativados ou desativados durante o controle de diferentes processos celulares incluindo o controle do metabolismo. Os elementos reguladores encontrados em muitos promotores e intensificadores oferecem às células a oportunidade de regular prontamente a expressão de genes definidos para afetar uma resposta celular específica. Num contexto fisiológico, disfunção nessa sinalização mediada por TFs está diretamente associada a doenças metabólicas como obesidade, diabetes e câncer. Assim, a busca por fatores de transcrição e por suas respectivas sequências reguladoras, proporcionará aos cientistas oportunidades para estudar originalmente a regulação gênica em diferentes processos fisiológicos, incluindo aqueles afetados por doenças metabólicas, quando a função mitocondrial é reconhecidamente prejudicada. Dado o enorme número de TFs e possíveis sequências regulatórias, primeiramente analisamos conjuntos de dados de larga escala, incluindo RNAseq e ChIPseq, utilizando o National Center for Biotechnology Information (NCBI). A análise originalmente revelou expressão muito menor do fator de transcrição Nr2f6 no músculo esquelético e nos adipócitos de camundongos submetidos ao frio ou ao exercício físico, duas condições conhecidas por induzir um fenótipo mais oxidativo nos tecidos periféricos. Em seguida, Nr2f6 foi silenciado em células C2C12 e análise de RNAseq realizada para avaliação de quais caminhos poderiam ser afetados. Os termos de genes associados aos processos: Metabolismo, Diferenciação Celular, Contração Muscular e Transporte de Ca2+ foram significativamente "upregulados", ressaltando o papel do Nr2f6 no metabolismo celular. De particular interesse, estudos demonstraram que a musculatura esquelética aumenta a produção de calor por desacoplamento da hidrólise de ATP com o transporte de Ca2+ pela proteína Serca, sugerindo claramente algum papel do Nr2f6 no processo termogênico muscular. Consistente com a atividade de termogênese no músculo esquelético, o silenciamento de Nr2f6 induziu acentuadamente a fosforilação da AMPK, um efeito que refletiu no aumento da resposta à insulina. Além disso, genes associados ao processo termogênico no músculo esquelético, incluindo Slc25a4 (transportador de ATP/ADP) e ATP1A1 (transportador de ATPase Na+/k+) e receptor de rianodina (Ryr1) também foram regulados positivamente em células silenciadas para Nr2f6. Em seguida, buscamos os elementos responsivos do Nr2f6 na sequência reguladora do DNA de genes associados ao transporte de Ca2+ e ao processo de termogénese muscular. Encontramos elementos responsivos ao Nr2f6 em sequências reguladoras de DNA de genes de transporte de Ca2+, incluindo Sln, ATP2a1 (Serca 1A), ATP2a2 (Serca 2A) e Ryr1. Da mesma forma, o elemento responsivo de Nr2f6 também foi encontrado na sequência reguladora do DNA de PPARGC1±, um importante regulador do processo de termogênese em adipócitos marrons e do metabolismo mitocondrial em células musculares esqueléticas. Juntos, esses achados sugerem que o receptor nuclear, Nr2f6, pode ser um importante regulador da função mitocondrial e do processo termogênico no músculo esquelético. (AU)