Estudos de conexão entre o relógio biológico e regulação do metabolismo de glicogênio em Neurospora crassa

• Processo: 13/14513-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2013
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2014
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Maria Celia Bertolini
• Beneficiário: Stela Virgilio
• Supervisor: Deborah Bell-Pedersen
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Texas A&M University, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 12/09435-7 - Correlação entre relógio biológico e metabolismo de glicogênio no fungo Neurospora crassa. Análise funcional de proteínas/fatores de transcrição envolvidos nestes processos., BP.DR
• Assunto(s): Glicogênio Neurospora crassa Expressão gênica Fatores de transcrição
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: ChIP-PCR | expressão gênica | fatores de transcrição | Glicogênio | Neurospora crassa | Relógio Biológico | Bioquímica e Biologia Molecular de Microrganismos

Resumo

O trabalho aqui proposto está inserido em um Projeto Temático que tem como objetivo estudar os mecanismos bioquímicos e moleculares envolvidos na regulação do metabolismo de glicogênio utilizando como modelo o fungo Neurospora crassa. Recentemente, uma coleção de linhagens mutantes do fungo contendo genes que codificam fatores de transcrição individualmente nocauteados foi adquirida pelo laboratório, a qual foi utilizada em um rastreamento na busca de fatores de transcrição que participam na regulação do metabolismo de glicogênio, na situação normal de crescimento e durante uma situação de estresse, tal como estresse térmico. Algumas linhagens apresentaram um perfil de acúmulo de glicogênio distinto do apresentado pela linhagem selvagem, e os fatores de transcrição ausentes nestas linhagens foram considerados como prováveis reguladores do metabolismo de glicogênio no fungo (Gonçalves et al., 2011; Bertolini et al., 2012).Entre os fatores de transcrição identificados, cinco estão descritos na literatura como proteínas relacionadas ao ritmo do relógio biológico e/ou na resposta a luz, como as proteínas RCO-1, CSP-1, CTF-1±, SUB-1 e SAH-2. Atualmente alguns trabalhos têm relatado a conexão entre ritmo circadiano e metabolismo, ou seja, como os organismos conectam o status nutricional e metabólico aos seus relógios biológicos. Isto nos levou a iniciar estudos de investigação sobre a correlação entre metabolismo de glicogênio e relógio biológico no fungo N. crassa, os quais foram realizados pela aluna candidata à bolsa. Foi demonstrado que em experimentos que mimetizam o relógio biológico, os níveis de glicogênio variam com períodos cíclicos entre 20 e 24 horas característicos do ritmo circadiano de N. crassa. Foi também demonstrado que a expressão dos genes que codificam as enzimas regulatórias glicogênio sintase (gsn) e glicogênio fosforilase (gpn) é induzida por luz, mostrando serem genes de indução tardia à luz. Os níveis dos transcritos gsn e gpn parecem seguir o ritmo circadiano, embora não tão pronunciado quanto os níveis do transcrito ccg-1 (controle positivo do experimento). Os resultados foram discutidos com a pesquisadora norte-americana Deborah Bell-Pedersen (Department of Biology, Texas A&M University, College Station, Texas, USA), a qual possui uma grande experiência na área de relógio circadiano em N. crassa e se mostrou altamente interessada em estabelecer um trabalho em colaboração. Parte do trabalho aqui proposto foi definido em colaboração com a Dr. Bell-Pedersen e será realizado em seu laboratório.Como continuidade, pretendemos investigar mais profundamente o assunto, buscando entender quais proteínas podem estar envolvidas na regulação do metabolismo de glicogênio quando cultura é sincronizada ao relógio biológico e desta maneira, como os dois processos podem estar conectados. (AU)

Publicações científicas

(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)

BAEK, MOKRYUN; VIRGILIO, STELA; LAMB, TERESA M.; IBARRA, ONEIDA; ANDRADE, JUVANA MOREIRA; GONCALVES, RODRIGO DUARTE; DOVZHENOK, ANDREY; LIM, SOOKKYUNG; BELL-PEDERSEN, DEBORAH; BERTOLINI, MARIA CELIA; et al. Circadian clock regulation of the glycogen synthase (gsn) gene by WCC is critical for rhythmic glycogen metabolism in Neurospora crassa. PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, v. 116, n. 21, p. 10435-10440, MAY 21 2019. (13/14513-0, 13/24705-3)