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Efeito do nocaute das mitofusinas no oócito murino: implicações para a fertilidade e herança mitocondrial

Resumo

Mitocôndrias têm papel fundamental no crescimento do oócito, podendo, em casos de disfunções ou mutações no DNA mitocondrial (mtDNA), resultar em síndromes de infertilidade e transmissão de doenças mitocondriais. Comparado com outras células, as mitocôndrias oocitárias distinguem-se pela maior quantidade, pequeno tamanho e formato arredondado. Tais características são dependentes da fusão e fissão mitocondrial, o que é determinante para a função e herança da organela. A fusão mitocondrial é coordenada, entre outros fatores, por mitofusinas (Mfn1 e Mfn2). Estas proteínas desempenham importante papel na regulação da função da mitocôndria e do retículo endoplasmático (RE), uma vez que o Mfn2 também está presente na membrana do RE. Recentemente, verificamos que o Mfn1 é essencial para o crescimento e fertilidade do oócito, fenótipo este que foi parcialmente revertido pelo nocaute do Mfn2 em oócitos duplo-mutantes (DM). Por outro lado, a deficiência oocitária de Mfn2 interferiu sobre a eliminação do mtDNA mutante NZB/BINJ (NZB) e resultou em anormalidades metabólicas na progênie. Assim, propomos neste trabalho aprofundar esses achados com o objetivo de explicar i) o mecanismo molecular que conecta o nocaute do Mfn1 no oócito ao bloqueio da foliculogênese; ii) o efeito do nocaute do Mfn2 sobre o metabolismo energético no oócito, nas células do cumulus (CC) e na progênie; iii) as razões do duplo mutante Mfn1 + Mfn2 (DM) ter efeito mais brando sobre o desenvolvimento do oócito e a foliculogênese do que o nocaute do Mfn1; e, iv) o papel do Mfn2 na eliminação do mtDNA NZB no oócito. Para tanto, os genes Mfn1 e/ou Mfn2 serão condicionalmente nocauteados nos oócitos utilizando camundongos heteroplásmicos (contendo mtDNA NZB e C57BL/6). Oócitos selvagens (WT) e homozigotos nocautes para Mfn1, Mfn2 e Mfn1 + Mfn2 serão comparados por sequenciamento de RNA (RNAseq) quanto a abundância de transcritos gênicos. Isso deve fornecer importantes evidências dos efeitos dos nocautes sobre o oócito. Além disso, outros experimentos (análises metabólicas, análises bioquímicas, microscopia de fluorescência, microscopia eletrônica de transmissão, PCR em tempo real, western blot, entre outros) serão realizados em paralelo para testar algumas das hipóteses já formuladas. Uma vez que estes experimentos envolverão a análise de oócitos, CC e progênie, espera-se que eles complementem a abordagem por RNAseq e que acelerem a publicação de parte dos achados já obtidos. Os resultados desse projeto devem possibilitar um melhor entendimento do efeito das mitocôndrias, do RE e das mitofusinas sobre o oócito, a fertilidade e a herança mitocondrial. (AU)

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Publicações científicas (6)
(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)
GARCIA, BRUNA M.; MACHADO, THIAGO S.; CARVALHO, KAREN F.; NOLASCO, PATRICIA; NOCITI, RICARDO P.; DEL COLLADO, MAITE; CAPO BIANCO, MARIA J. D.; GREJO, MATEUS P.; AUGUSTO NETO, JOSE DJACI; SUGIYAMA, FABRICIA H. C.; TOSTES, KATIANE; PANDEY, ANAND K.; GONCALVES, LUCIANA M.; PERECIN, FELIPE; MEIRELLES, V, FLAVIO; FERRAZ, JOSE BENTO S.; VANZELA, EMERIELLE C.; BOSCHERO, ANTONIO C.; GUIMARAES, FRANCISCO E. G.; ABDULKADER, FERNANDO; LAURINDO, FRANCISCO R. M.; KOWALTOWSKI, ALICIA J.; CHIARATTI, MARCOS R. Mice born to females with oocyte-specific deletion of mitofusin 2 have increased weight gain and impaired glucose homeostasis. MOLECULAR HUMAN REPRODUCTION, v. 26, n. 12, p. 938-952, DEC 2020. Citações Web of Science: 0.
MACHADO, THIAGO S.; MACABELLI, CAROLINA H.; DEL COLLADO, MAITE; MEIRELLES, V, FLAVIO; GUIMARAES, FRANCISCO E. G.; CHIARATTI, MARCOS R. Evidence of Selection Against Damaged Mitochondria During Early Embryogenesis in the Mouse. FRONTIERS IN GENETICS, v. 11, JUL 15 2020. Citações Web of Science: 0.
CHIARATTI, MARCOS R.; MACABELLI, CAROLINA H.; AUGUSTO NETO, JOSE DJACI; GREJO, MATEUS PRIOLO; PANDEY, ANAND KUMAR; PERECIN, FELIPE; DEL COLLADO, MAITE. Maternal transmission of mitochondrial diseases. GENETICS AND MOLECULAR BIOLOGY, v. 43, n. 1, 1 2020. Citações Web of Science: 0.
MARCOS R. CHIARATTI; CAROLINA H. MACABELLI; JOSÉ DJACI AUGUSTO NETO; MATEUS PRIOLO GREJO; ANAND KUMAR PANDEY; FELIPE PERECIN; MAITE DEL COLLADO. Maternal transmission of mitochondrial diseases. GENETICS AND MOLECULAR BIOLOGY, v. 43, n. 1, p. -, 2020.
CHIARATTI, MARCOS R.; GARCIA, BRUNA M.; CARVALHO, KAREN F.; MACABELLI, CAROLINA H.; DA SILVA RIBEIRO, FERNANDA KARINA; ZANGIROLAMO, AMANDA F.; SARAPIAO, FABIANA D.; SENEDA, MARCELO M.; MEIRELLES, FLAVIO V.; GUIMARAES, FRANCISCO E. G.; MACHADO, THIAGO S. Oocyte mitochondria: role on fertility and disease transmission. ANIMAL REPRODUCTION, v. 15, n. 3, p. 231-238, JUL-SEP 2018. Citações Web of Science: 0.
CHIARATTI, MARCOS ROBERTO; GARCIA, BRUNA MARTINS; CARVALHO, KAREN FREIRE; MACHADO, THIAGO SIMOES; DA SILVA RIBEIRO, FERNANDA KARINA; MACABELLI, CAROLINA HABERMANN. The role of mitochondria in the female germline: Implications to fertility and inheritance of mitochondrial diseases. Cell Biology International, v. 42, n. 6, SI, p. 711-724, JUN 2018. Citações Web of Science: 6.

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