Desenvolvimento de um ensaio in vitro para detectar atividade de síntese translesão em extratos mitocondriais humanos e identificar polimerases envolvidas

• Processo: 22/16432-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Nadja Cristhina de Souza Pinto
• Beneficiário: Beatriz Kopel
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Reparo do DNA
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: DNA polimerase | Localização mitocondrial de proteínas | reparo de DNA mitocondrial | Síntese Translesão | Reparo de DNA

Resumo

A maioria dos organismos armazena suas informações genéticas em DNA, que está constantemente exposta a agentes físico-químicos endógenos e exógenos que podem modificá-la, causando lesões. Essas lesões podem gerar o bloqueio da replicação ou transcrição, o que pode ocasionar disfunção e morte celular, além de poderem ser mutagênicas, alterando a informação genética. Além de vias enzimáticas de reparo de DNA, os organismos contam com mecanismos de tolerância ao dano (do inglês DNA damage tolerance, DDT), que permitem a replicação do DNA mesmo na presença de lesões, uma vez que as DNA polimerases replicativas são bloqueadas pelas lesões. Esse bloqueio pode ser aliviado através de dois mecanismos de DDT distintos: template switching (TS) e síntese translesão (do inglês translesion synthesis, TLS). No mecanismo de TLS, a DNA polimerase replicativa é temporariamente substituída por uma ou duas DNA polimerases especializadas capazes de sintetizar o DNA através da lesão, porém sem atividade de proof-reading, de modo que este é um processo potencialmente mutagênico. O DNA mitocondrial (mtDNA) é um alvo primário das espécies reativas de oxigênio geradas durante a fosforilação oxidativa, além de ser preferencialmente danificado em células expostas a agentes alquilantes e oxidantes. Assim, a manutenção da integridade do mtDNA é de suma importância. Algumas vias de reparo como reparo por excisão de bases, de pareamentos errôneos e de quebras de fita dupla já foram parcialmente caracterizadas, porém, ainda há muito a ser elucidado sobre o reparo do mtDNA. Os mecanismos de DDT dependem, essencialmente, da atividade de DNA polimerases, seja para os mecanismos de TS ou TLS. Das 17 DNA polimerases humanas conhecidas, na mitocôndria, além da DNA polimerase gama, que atua na replicação do mtDNA, existem evidências da presença de primase-polimerase (PrimPol) e das DNA polimerases beta, zeta, eta e teta. Essas últimas são polimerases que atuam em TLS nuclear, mas ainda não tiveram sua atividade de TLS na mitocôndria demonstrada. Existem poucas evidências sobre a presença de TLS na mitocôndria, atribuída apenas à atividade da DNA polimerase gama, enquanto a participação de qualquer outra DNA polimerase em TLS no mtDNA ainda não foi demonstrada. Assim, o objetivo desse projeto é investigar a participação de DNA polimerases com suposta localização mitocondrial na síntese translesão em mtDNA.