Bases moleculares da herança mitocondrial: o papel da fusão mitocondrial

Resumo

Patologias causadas por mutações no DNA mitocondrial (mtDNA) representam um importante grupo de doenças genéticas em humanos. Todavia, devido ao seu padrão de segregação único, não existem métodos eficientes que permitam prever ou intervir na herança destas patologias. Isso se deve, principalmente, ao desconhecimento dos mecanismos moleculares que governam a herança mitocondrial em mamíferos. A dinâmica de rede mitocondrial tem grande influência sobre a função da organela, podendo afetar a segregação mitocondrial por alterar o número de organelas por célula. Se a fusão e a fissão mitocondrial exercem funções determinantes em tecidos somáticos, o mesmo deve ocorrer nos oócitos, uma vez que ao longo da cogênese as mitocôndrias sofrem significativas alterações morfológicas e a quantidade de mtDNA aumenta em centenas a milhares de vezes. Esta replicação intensa do mtDNA durante o crescimento do oócito contrasta com a ausência de replicação durante os primeiros estágios do desenvolvimento embrionário, o que resulta em células primordiais germinais (PGCs) contendo poucas cópias de mtDNA. A reduzida taxa de fusão mitocondrial nos oócitos e durante o desenvolvimento embrionário inicial poderia explicar a intensa segregação de moléculas polimórficas de mtDNA entre gerações. Neste caso, cada mitocôndria funcionaria como uma unidade segregativa para a partilha das moléculas de mtDNA entre as PGCs que darão origem aos oócitos da geração seguinte. Portanto, o objetivo do presente projeto é investigar o papel da fusão mitocondrial para a segregação do mtDNA em oócitos durante a oogênese e em embriões durante o desenvolvimento inicial. Genes-chave para os processos de fusão (Mfn1 e Mfn2) mitocondrial serão nocauteados exclusivamente nos oócitos de camundongos (por expressão de Cre-recombinase dirigida pelo promotor do gene Zp3) portadores de dois haplótipos mitocondriais (heteroplasmia) para avaliação da competência de desenvolvimento do gameta e da herança mitocondrial. Espera-se que o nocaute da fusão leve a uma segregação mais intensa dos haplótipos mitocondriais, o que por sua vez resultaria num aumento da variação da heteroplasmia entre gerações. O presente projeto deve contribuir significativamente para o conhecimento das bases moleculares que regem a herança mitocondrial, o que tem implicação para a prevenção e intervenção sobre a herança de severas patologias humanas causadas por mutações no ... (AU)