Publicação

Regulation of the human erythropoietin expression via an upstream open reading frame in muscle, cardiac and neuronal tissue, and its impact in possible ischemic scenarios

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Vários processos-chave contribuiem para a regulação da expressão genética, essencial para a sobrevivência e adaptação das células às suas necessidades. Um desses processos consiste na tradução do RNA mensageiro (mRNA), um mecanismo que permite à célula responder rapidamente a condições de stress através de modificações na sua maquinaria básica ou através da manutenção da tradução de certos mRNAs em detrimento de outros. Existem vários elementos presentes na região 5’ não traduzida [do inglês, 5’ untraslated region (5’UTR)] do mRNA que são fundamentais para a regulação da sua tradução, tais como as grelhas de leitura abertas a montante da grelha de leitura principal [do inglês, upstream open reading frames (uORFs)], que estão amplamente difundidas pelo genoma, sendo que a sua inserção ou deleção pode levar ao desenvolvimento de doenças. A eritropoietina humana (EPO) é uma hormona glicoproteica envolvida na indução da eritropoiese em condições de hipóxia. Além de desempenhar um papel fundamental na eritropoiese, a EPO também desempenha outros papéis não hematopoiéticos como consequência da sua expressão noutros tecidos para além do rim (onde ocorre ~90% da sua produção) como nos músculos e também no coração e no cérebro, apresentando propriedades de cardio e neuroproteção. Sabe-se que a regulação da expressão do gene da EPO ocorre ao nível da transcrição e do processamento do mRNA, mas também se sabe que ocorre ao nível da tradução através de uma pequena uORF composta por 14 codões. Tal como deduzido através da comparação dos níveis de mRNA e de proteína em estudos anteriores, esta uORF funciona como um inibidor da tradução da grelha de leitura principal [do inglês, open reading frame (ORF)] da EPO sob condições normais. Isto acontece porque o codão de iniciação (AUG) da uORF é reconhecido pela maquinaria de tradução, impedindo que a mesma reconheça e traduza a ORF principal, tratando-se assim, de um regulador negativo da expressão génica. No entanto, em resposta à hipóxia, esta repressão da tradução da ORF é significativamente aliviada, através de um aumento do leaky scanning do AUG da uORF nestas condições. Em concordância, foi demonstrado que em condições de stress, como a hipóxia, ocorre um aumento significativo da síntese da proteína EPO. Tendo em conta todo este conhecimento, neste projeto, avaliámos se a uORF da EPO reprime a tradução da sua ORF principal em células musculares, cardíacas e neuronais e estudámos o efeito da hipoxia neste mecanismo de regulação da tradução. Pudemos observar que em condições normais, a uORF da EPO reprime de facto a tradução da sua ORF principal nas células musculares e cardíacas e que, com a aplicação do stress da hipóxia, ocorre um alívio significativo da repressão da tradução da uORF principal nestas duas linhas celulares. No caso das células neuronais, verificámos que existe uma tendência para que o mesmo se verifique, no entanto, definimos que deverá ocorrer repetição futura das experiências devido a constrangimentos experimentais derivados da linha celular utilizada, não permitindo a obtenção de valores estatisticamente significativos. Assim, o conhecimento gerado neste projeto pode ser usado para entender melhor a regulação da EPO ao nível da tradução e a sua implicação na resposta das células a condições de stress, mais especificamente, à hipóxia, condição essa que ocorre aquando de eventos de isquemia do coração e do cérebro, ou seja, infartos agudos do miocárdio (IAM) e acidentes vasculares cerebrais isquémicos (AVCs).
Autores principais:	Niza, Joana Martins Pinto Simas
Assunto:	Regulação da tradução Grelha de leitura aberta a montante (uORF) Eritropoetina (EPO) Hipóxia Isquémia Teses de mestrado - 2022
Ano:	2022
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso restrito
Instituição associada:	Universidade de Lisboa
Idioma:	inglês
Origem:	Repositório da Universidade de Lisboa

Descrição
Resumo:	Vários processos-chave contribuiem para a regulação da expressão genética, essencial para a sobrevivência e adaptação das células às suas necessidades. Um desses processos consiste na tradução do RNA mensageiro (mRNA), um mecanismo que permite à célula responder rapidamente a condições de stress através de modificações na sua maquinaria básica ou através da manutenção da tradução de certos mRNAs em detrimento de outros. Existem vários elementos presentes na região 5’ não traduzida [do inglês, 5’ untraslated region (5’UTR)] do mRNA que são fundamentais para a regulação da sua tradução, tais como as grelhas de leitura abertas a montante da grelha de leitura principal [do inglês, upstream open reading frames (uORFs)], que estão amplamente difundidas pelo genoma, sendo que a sua inserção ou deleção pode levar ao desenvolvimento de doenças. A eritropoietina humana (EPO) é uma hormona glicoproteica envolvida na indução da eritropoiese em condições de hipóxia. Além de desempenhar um papel fundamental na eritropoiese, a EPO também desempenha outros papéis não hematopoiéticos como consequência da sua expressão noutros tecidos para além do rim (onde ocorre ~90% da sua produção) como nos músculos e também no coração e no cérebro, apresentando propriedades de cardio e neuroproteção. Sabe-se que a regulação da expressão do gene da EPO ocorre ao nível da transcrição e do processamento do mRNA, mas também se sabe que ocorre ao nível da tradução através de uma pequena uORF composta por 14 codões. Tal como deduzido através da comparação dos níveis de mRNA e de proteína em estudos anteriores, esta uORF funciona como um inibidor da tradução da grelha de leitura principal [do inglês, open reading frame (ORF)] da EPO sob condições normais. Isto acontece porque o codão de iniciação (AUG) da uORF é reconhecido pela maquinaria de tradução, impedindo que a mesma reconheça e traduza a ORF principal, tratando-se assim, de um regulador negativo da expressão génica. No entanto, em resposta à hipóxia, esta repressão da tradução da ORF é significativamente aliviada, através de um aumento do leaky scanning do AUG da uORF nestas condições. Em concordância, foi demonstrado que em condições de stress, como a hipóxia, ocorre um aumento significativo da síntese da proteína EPO. Tendo em conta todo este conhecimento, neste projeto, avaliámos se a uORF da EPO reprime a tradução da sua ORF principal em células musculares, cardíacas e neuronais e estudámos o efeito da hipoxia neste mecanismo de regulação da tradução. Pudemos observar que em condições normais, a uORF da EPO reprime de facto a tradução da sua ORF principal nas células musculares e cardíacas e que, com a aplicação do stress da hipóxia, ocorre um alívio significativo da repressão da tradução da uORF principal nestas duas linhas celulares. No caso das células neuronais, verificámos que existe uma tendência para que o mesmo se verifique, no entanto, definimos que deverá ocorrer repetição futura das experiências devido a constrangimentos experimentais derivados da linha celular utilizada, não permitindo a obtenção de valores estatisticamente significativos. Assim, o conhecimento gerado neste projeto pode ser usado para entender melhor a regulação da EPO ao nível da tradução e a sua implicação na resposta das células a condições de stress, mais especificamente, à hipóxia, condição essa que ocorre aquando de eventos de isquemia do coração e do cérebro, ou seja, infartos agudos do miocárdio (IAM) e acidentes vasculares cerebrais isquémicos (AVCs).