Perfil de Metilação do DNA Mitocondrial em resposta ao desbalanço redox e a alterações dos níveis de p53

• Processo: 24/07355-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 14 de novembro de 2024
• Data de Término da vigência: 13 de novembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Nadja Cristhina de Souza Pinto
• Beneficiário: Laís Yoshie Morikawa Muta
• Supervisor: Marc Andre Sirard
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Université Laval, Canadá
• Vinculado à bolsa: 22/02482-1 - Impactos da metilação do DNA mitocondrial na via P53/Pgc1-alfa/Nrf1 em um contexto de desbalanço redox, BP.DD
• Assunto(s): DNA mitocondrial Estresse oxidativo Metilação de DNA Processos redox p53
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: DNA metiltransferases | DNA mitocondrial | Estresse oxidativo | metilação de DNA | processos redox | p53 | Epigenética, Sinalização Celular, Metabolismo

Resumo

Apenas alguns estudos analisaram a presença, padrão e impactos funcionais das alterações epigenéticas no genoma mitocondrial. Dados emergentes estabeleceram correlações entre os padrões de metilação do mtDNA, expressão do mtDNA e alterações na respiração mitocondrial. Além disso, alterações no DNA mitocondrial têm sido associadas a exposição à poluição do ar, cardiopatias e câncer. No entanto, o mecanismo e a regulação da metilação do mtDNA são desconhecidos. Estudos recentes encontraram evidências de isoformas mitocondriais de DNA metiltransferases (DNMTs) e ten-eleven translocation metilcitosina oxigenases (TETs). Além disso, o direcionamento de DNA metiltransferases para as mitocôndrias causa alterações no padrão de metilação do mtDNA, sugerindo um papel funcional para essas enzimas no contexto mitocondrial. Curiosamente, a expressão induzida de PGC1± e NRF1 promove uma maior localização mitocondrial da DNA metiltransferase 1 (DNMT1). Em contraste, uma maior expressão de p53 resulta em menor conteúdo mitocondrial de DNMT1. PGC1± e NRF1 são reguladores transcricionais de resposta ao estresse de várias vias relevantes, incluindo a proliferação mitocondrial e resposta ao estresse oxidativo, enquanto p53, além de suas inúmeras funções relacionadas à manutenção do genoma, age como inibidor transcricional de PGC1± e DNMT1. Estudos recentes mostraram que o mtDNA é diferencialmente metilado na fita pesada e leve, enfatizando que a análise do perfil de metilação é mais informativa do que métodos de quantificação total.Considerando que já demonstramos anteriormente que o p53 modula o estresse oxidativo mitocondrial em células humanas através de um feedback positivo entre a expressão de p53 e a produção de peróxido de hidrogênio, o projeto atual tem como objetivo elucidar se a metilação do mtDNA está envolvida nessa via. Propomos investigar, utilizando método de conversão enzimática seguido por sequenciamento de nova geração: i) se as alterações na expressão de p53 regulam o perfil de metilação do mtDNA; ii) se aumentos no peróxido de hidrogênio endógeno ou exógeno modificam o perfil de metilação do mtDNA e iii) se a redução da expressão de DNA metiltransferases modifica a metilação do mtDNA.