1. O papel de proteínas da família Y-box de parasitos na resposta ao estresse oxidativo
- Author
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Elizangela Almeida Rocha, Gloria Regina Franco, Marcela Gonçalves Drummond, and Carlos Renato Machado
- Subjects
Bioquímica ,Estresse oxidativo ,Trypanossoma cruzi ,Bioquímica e Imunologia ,Schistosoma mansoni - Abstract
Proteínas da família Y-box (YBP) são consideradas reguladores multifuncionais da expressão gênica e, geralmente, apresentam dois domínios característicos: um altamente conservado de ligação a ácidos nucléicos (CSD - cold shock domain) e um Cterminal pouco conservado (Tail ou cauda). Vários estudos têm demonstrado o papel de algumas YBP na resposta celular ao estresse causado por agentes genotóxicos, na capacidade de interagir com lesões e erro de pareamento de bases no DNA, além da interação com algumas proteínas das vias de reparo do DNA evidenciando que as YBP podem participar nos mecanismos de reparo do DNA. SMYB1 é uma proteína de Schistosoma mansoni que apresenta grande similaridade entre seu domínio CSD e domínios correlatos em outros membros dessa família de proteínas. S. mansoni, o parasito trematódeo responsável pela esquistossomose, exibe um ciclo de vida complexo com alternância de fases entre um hospedeiro intermediário e um definitivo, que vivem em ambientes diferentes. A caracterização de proteínas envolvidas na regulação da expressão gênica é de grande importância para o entendimento dos eventos moleculares que controlam mudanças fisiológicas e morfológicas em tais organismos. O presente estudo visa ampliar o conhecimento acerca da proteína SMYB1 e sua função biológica. Para isso, foram realizados ensaios de localização de SMYB1 em diferentes fases do desenvolvimento de S. mansoni, detectando a proteína nos estágios de ovo, vermes adultos macho e fêmea, cercária, miracídio e esquistossômulos, sempre no citoplasma. A localização citoplasmática da proteína corrobora achados anteriores do nosso grupo que mostraram a sua habilidade de interação com moléculas de RNA. A interação com mRNAs realizada por outros membros da família YBP é bem estabelecida e sugere sua possível função na regulação de eventos pós-transcricionais da expressão gênica. O papel de SMYB1 na proteção contra o estresse oxidativo no DNA foi também avaliado. Para isso, os protozoários Trypanosoma cruzi heminocaute para o gene MSH2 (homólogo de mutS em Eucariotos) e Trypanosoma brucei nocaute para o gene MSH2 foram utilizados como modelo e verificamos que SMYB1 é capaz de complementar a função desempenhada por MSH2 tanto em T. cruzi quanto em T. brucei. As cepas expressando SMYB1 foram mais resistentes ao tratamento com peróxido de hidrogênio, sugerindo que a proteína possa reconhecer lesões oxidativas no DNA (incluindo a 8-oxoG, que tem sua produção aumentada na presença de peróxido de hidrogênio) e ativar uma resposta a essa lesão. RBP16, ortóloga de SMYB1, é uma proteína de ligação a RNA mitocondrial de T. brucei cujo domínio cold shock apresenta entre 33% e 38% de identidade com o CSD de outras proteínas eucarióticas da família YBP. Assim sendo, outro objetivo deste trabalho foi avaliar o papel de RBP16 em parasitos selvagens frente ao tratamento com agentes genotóxicos. Ao avaliar o efeito do silenciamento de RBP16 em T. brucei, verificamos que seu gene é essencial para o crescimento da forma sanguínea do parasito e para a resposta ao estresse oxidativo. No entanto, a diminuição nos níveis da proteína não aumenta a sensibilidade das células aos danos causados pela cisplatina e pelo metilmetanosulfonato (MMS). Os processos de reparo de DNA são cruciais para o sucesso parasitário do T. cruzi e T. brucei e, dessa forma, o maior entendimento dessas vias pode levar a uma melhor compreensão da biologia dos tripanossomatídeos e à elaboração de novas estratégias para o tratamento das doenças causadas por esses parasitos. Y-box binding proteins (YBP) are considered multifunctional regulators of gene expression that present two characteristic domains: a highly conserved nucleic acid binding domain (cold shock domain, CSD) and a less conserved C-terminal domain (tail domain). Several studies have demonstrated the role of some YBP in the cellular response to stress caused by genotoxic agents, the ability to interact with injuries and DNA mismatch repair, as well as interaction with some proteins of the DNA repair pathways showing that the YBP may participate in DNA repair processes. SMYB1 is a Schistosoma mansoni protein that presents a CSD highly similar to CSDs from other YBP family members. S. mansoni, the etiologic agent of schistosomiasis, is a trematode parasite with a complex life cycle that alternates between two different hosts and also lives in diverse environments. The characterization of proteins involved in the regulation of gene expression is of great importance for the understanding of molecular events that control physiological and morphological changes in such organisms. The present study aims to increase the current knowledge about the SMYB1 protein and its biological function. To this end, immunolocalization experiments were performed in different S. mansoni life cycle stages, revealing the presence of this protein in the citoplasm of eggs, male and female adult worms, cercaria, miracidia and schistosomulae. The citoplasmic localization of SMYB1 is in agreement with previous findings from our research group that have shown its ability to interact with RNA molecules. The interaction with mRNAs by other YBP members is well-established and suggests a possible function in the regulation of post-transcriptional gene expression events. The role of SMYB1 in the protection against oxidative stress was also evaluated. To reach this goal, we have obtained MSH2 single knockout lines of Trypanosoma cruzi MSH2 double knockout lines of Trypanosoma brucei and verified that SMYB1 is able to complement the function of MSH2 in both parasites. SMYB1-expressing strains were more resistant to hydrogen peroxide treatment, suggesting that this protein may recognize oxidative lesions in the DNA (including 8-oxoG, which is increased in the presence of hydrogen peroxide) and a response to that injury. RBP16, an ortholog of SMYB1, is a mitochondrial RNA binding protein from Trypanosoma brucei that contains a CSD 33-38% identical to CSDs of other eukaryotic YBPs. Therefore, another aim of this work was to evaluate the role of RBP16 in wildtype parasites and the behaviour of such organisms in the presence of genotoxic agents. Evaluating the effect of RBP16 silencing in T. brucei, we have verified that this is an essential gene for parasite growth and response to oxidative stress. Nevertheless, the decreasing of protein levels did not increase cell sensitivity to DNA damages caused by cisplatin and metilmetanosulfonate. DNA repair processes are crucial to the parasitic success of both T. cruzi and T. brucei and, therefore, a better understanding of the mechanisms involved in the repair of damaged DNA may help to explain the biology of Trypanosomatids and lead to the development of new strategies for the treatment of diseases caused by such parasites.
- Published
- 2013