Mecanismos de regulação da proteostase em tecidos periféricos pelo sistema nervoso

Resumo

A capacidade de percepção do ambiente é uma habilidade essencial para a sobrevivência de organismos. Em animais, esses sinais são sentidos e transmitidos pelo sistema nervoso. O retículo endoplasmático tem papel central na secreção de proteínas e é protagonista em diferentes contextos de resposta a estresses. Assim, não é surpreendente que a resposta a proteínas mal-enoveladas do retículo endoplasmático (UPRER) participe em processos de comunicação entre células. Recentemente, foi mostrado que tanto neurônios quanto células da glia conseguem regular de forma não-autônoma a ativação da UPRER em tecidos periféricos. Apesar desse fenômeno ter sido caracterizado inicialmente em C. elegans, este processo parece ser conservado em camundongos, onde alguns tipos de neurônios sinalizam para a ativação da UPRER no fígado. Entretanto, os mecanismos moleculares envolvidos nessa sinalização ainda não foram elucidados. O nematoide C. elegans é um valioso modelo para responder este tipo de pergunta pela facilidade em realizar modificações genéticas e de monitorar a via da UPRER em diferentes tecidos por microscopia de fluorescência. Para identificar reguladores da ativação da UPRER em tecidos periféricos, realizaremos uma varredura genética com RNAi (RNA de interferência) em animais, expressando um reporter GFP como sensor da via. Posteriormente, selecionaremos quais genes agem por mecanismos neuronais através do uso de animais com mutação em unc-13 - gene previamente caracterizado como necessário para a ativação da UPRER não-autônoma. Usando CRISPR, validaremos os resultados do screening mutando genes de interesse, priorizando genes conservados. Visto que a ativação não-autônoma da UPRER leva ao aumento da longevidade em C. elegans, também estudaremos o papel desses genes no contexto do envelhecimento e em modelos de neurodegeneração. Em paralelo, investigaremos o papel de células gliais na regulação da proteostase do organismo. Dados prévios da literatura mostram que a ausência da glia CEPsh (similar a astrócitos em vertebrados) torna os animais mais sensíveis a drogas que perturbam a proteostase, como a tunicamicina. Para entender este fenômeno, analisaremos a expressão gênica por RNA-seq de um mutante com redução na atividade glial. Se obtivermos sucesso, ampliaremos nossa compreensão sobre como o sistema nervoso transmite estímulos sensoriais para tecidos periféricos, o que pode levar à descoberta de novos genes envolvidos no envelhecimento. O sucesso desta proposta também permitirá o estabelecimento de colaborações internacionais e produzirá um volume de dados significativos, pavimentando a consolidação do grupo de pesquisa do pesquisador responsável na área da neurobiologia, proteostase e genética de C. elegans. (AU)