Desvendando o papel de RNF12 e REX1 no início da inativação do cromossomo X em humanos

• Processo: 17/23243-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2017
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Humana e Médica
• Pesquisador responsável: Maria Dulcetti Vibranovski
• Beneficiário: Joana Carvalho Moreira de Mello
• Supervisor: Joost Gribnau
• Instituição Sede: Instituto de Biociências (IB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Erasmus University Rotterdam (EUR), Holanda
• Vinculado à bolsa: 15/03610-0 - Análise in silico do estado epigenético do cromossomo X em embriões humanos em estágio pré-implantacional, BP.PD
• Assunto(s): Inativação do cromossomo X Embriogênese Epigênese genética Repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente espaçadas Proteína 9 associada à CRISPR Epigenômica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cas9 | Crispr | Desenvolvimento embrionário | epigenética | human naïve pluripotent stem cells | inativação do cromossomo X | Epigenética

Resumo

Em mamíferos a inativação do cromossomo X (ICX) consiste no silenciamento transcricional de um dos dois cromossomos X presentes nas células somáticas normais das fêmeas. Esse processo é dependente da expressão e super-regulação do gene XIST/Xist e garante a compensação de dose da expressão de genes ligados ao X entre fêmeas e machos. Em um recente trabalho nosso grupo demonstrou que a ICX no desenvolvimento humano tem início no estágio de blastocisto. Em camundongos a ICX ocorre no embrião com 4 células quando o cromossomo X de origem paterna é preferencialmente inativado. Ao verificar o padrão de expressão alelo-específico de genes do cromossomo X em humanos identificamos que, diferente do descrito em murinos, a escolha do cromossomo X inativo ocorre de maneira independente da origem parental. Os eventos relacionados à ICX têm sido amplamente estudados em camundongos e nesses animais muitos dos processos que levam à ICX já estão bastante esclarecidos. Utilizando o camundongo como modelo, o grupo do Dr. Gribnau demonstrou, in vivo e in vitro, que os genes Rnf12, ligado ao X, e Rex1, autossômico, são fundamentais para o início do processo da ICX. A proteína RNF12 degrada REX1 de forma dose-dependente, iniciando o processo. Células murinas nas quais Rnf12 foi deletado são incapazes de iniciar a ICX devido à estabilização do produto de Rex1, que por sua vez regula a expressão de Xist.Em camundongos é possível reproduzir o processo de ICX ao longo do desenvolvimento diferenciando-se in vitro linhagens de células tronco embrionárias femininas. Em humanos porém, células tronco embrionárias indiferenciadas muito frequentemente apresentam um cromossomo X já inativado. O desenvolvimento de novas condições de cultura permite hoje gerar, in vitro, células pluripotentes humanas "naïve" capazes de iniciar a ICX após a diferenciação. Com este recente desenvolvimento de um modelo humano capaz de recapitular o processo de ICX, propomos aqui investigar se, de maneira semelhante ao observado em camundongos, os homólogos RNF12 e REX1 são os reguladores dos processos iniciais da inativação do X. A tecnologia de edição gênica, CRISPR/Cas9, será aplicada para gerar diferentes combinações de mutações RNF12, REX1 e XIST em células prutipotentes naïve para estudar seu respectivo papel na ICX humana.