O receptor nuclear Nr2f6 como novo regulador molecular do processo de termogênese em células musculares esqueléticas

• Processo: 22/06648-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia de Órgãos e Sistemas
• Pesquisador responsável: Leonardo dos Reis Silveira
• Beneficiário: Leonardo dos Reis Silveira
• Pesquisador Anfitrião: Gerald Shulman
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Yale School of Medicine (YSM), Estados Unidos
• Assunto(s): Células musculares Fatores de transcrição Metabolismo Mitocôndrias Termogênese Biologia molecular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: células musculares | Fator de transcrição | metabolismo | mitocôndria | Receptor Nuclear | termogênese | Biologia Molecular

Resumo

Fatores de transcrição (FTs) são proteínas que se ligam a sequências específicas de DNA para direcionar quais genes devem ser ativados ou desativados para controlar o metabolismo celular. Os elementos responsivos ou reguladores encontrados em muitos promotores e "enhancers" proporcionam às células a oportunidade de regular prontamente a expressão de genes definidos para afetar uma resposta celular específica. No contexto fisiológico, a disfunção nesta sinalização mediada por FT está diretamente associada a doenças metabólicas como obesidade, diabetes e câncer. Assim, a busca por fatores de transcrição e suas respectivas sequências reguladoras proporcionará aos cientistas muitas oportunidades para estudar originalmente a regulação gênica em diferentes processos fisiológicos, incluindo aqueles afetados por doenças metabólicas, quando a função mitocondrial é prejudicada. Dado o enorme número de FTs e possíveis sequências regulatórias, primeiramente analisamos grandes conjuntos de dados, incluindo RNAseq e ChIPseq, na plataforma "National Center for Biotechnology Information (NCBI)". As análises originalmente revelaram expressão muito menor do fator de transcrição Nr2f6 no músculo esquelético e em adipócitos de camundongos submetidos ao frio ou exercício físico, duas condições bem conhecidas para induzir o fenótipo oxidativo nos tecidos periféricos. Em seguida, realizamos o silenciamento do Nr2f6 em células C2C12 e a técnica RNAseq foi realizada para investigarmos quais vias poderiam ser afetadas. Os termos dos genes associados aos processos: metabolismo, diferenciação celular, contração muscular e transporte de Ca2+ foram significativamente induzidos, ressaltando o papel do Nr2f6 no metabolismo celular. De particular interesse, estudos demonstraram que o músculo esquelético aumenta a produção de calor por desacoplamento da hidrólise de ATP pela Serca-ATPase e do transporte de Ca2+, sugerindo claramente um papel do Nr2f6 no processo termogênico muscular. Consistente com a atividade de termogênese no músculo esquelético, o silenciamento de Nr2f6 induziu significativamente a fosforilação da AMPK, um efeito que se 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 reanodina (Ryr1) também foram regulados positivamente em células silenciadas para o gene Nr2f6. Em seguida, buscamos elementos responsivos do Nr2f6 na sequência reguladora do DNA de genes associados ao transporte de Ca2+ e termogênese. Encontramos elementos responsivos a 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 ao Nr2f6 também foi encontrado na sequência reguladora do DNA de PPARGC1±, um importante agente do processo de termogênese em adipócitos marrons e células musculares esqueléticas. Em conjunto, esses achados sugerem que o receptor nuclear, Nr2f6, pode ser um importante regulador da função mitocondrial e do processo termogênico no músculo esquelético. (AU)