Caracterização, desenvolvimento da expressão e características evolucionárias do gene Huntingtina no Anfioxo Branchiostoma floridae.
Por Daniel Gomes Xavier
1. Characterization, developmental
expression and evolutionary
features of the huntingtin gene in
the amphioxus Branchiostoma
floridae
Daniel Gomes Xavier
Universidade Federal do ABC
2. Proposta
Investigar se o gene Huntingtina (IT15)
estava envolvido no desenvolvimento do
Sistema Nervoso no último ancestral
comum dos Cordados, o Anfioxo.
4. Doença de Huntington
É um distúrbio neurológico hereditário que
foi descrito em 1872 pelo médico norte-
americano George Huntington.
5. Doença de Huntington
A doença é responsável pela degeneração
corporal e mental do seu portador e se
desenvolve geralmente por volta dos 40
anos.
6. Doença de Huntington
- O doente passa a ter movimentos
involuntários do corpo, que mais tarde se
torna uma rigidez.
- Além disso perde capacidade mental,
impossibilitando a pessoa de viver de
forma autônoma.
7. Doença de Huntington
- Por ser uma doença
genética não possui
cura e as chances de um
pai/mãe passar para o
filho são de 50%, uma
vez que é autossômica
dominante.
8. Doença de Huntington: causa
- Alteração no gene IT15.
Esboço da proteína sintetizada à partir do IT15.
9. Gene IT15
A função do gene ainda é objeto de estudo de
cientistas, mas pelas características da doença
de Huntington deduz-se que sua atuação em
funções cerebrais é grande.
Além disso a sequência de nucleotídios que
compõe o gene está praticamente toda
conservada, indicando sua importância.
10. Gene IT15
A alteração no gene que resulta o surgimento da
Doença de Huntington é uma repetição anormal
da trinca CAG, responsável pela codificação da
glutamina.
11. Gene IT15
As cadeias polyQ são normais nas porções das
proteínas dos mamíferos, mas nos portadores
de Huntington são alongadas ao extremo.
A quantidade de trincas de CAG no gene IT15
em uma pessoal saudável gira em torno de 20.
Nos doentes são encontradas pelo menos mais
de 36 vezes.
12. Gene IT15
Como mencionado anteriormente existe muita
dificuldade em caracterizar uma função ao gene.
Um dos motivos é que a sequência de
aminoácidos codificados por ele, não é parecida
com a de nenhuma outra proteína.
13. Gene IT15
Entretanto estudos mostram que sua função
pode estar ligada a participação nas interações
de proteínas.
Repetição HEAT consensa: cerca de 40
aminoácidos de longas sequências que ocorre
múltiplas vezes.
14. Mas por que o Anfioxo?
Alguns pesquisadores descobriram diferenças
entre a Huntingtina de vertebrados e
invertebrados, como mostrado à seguir:
Vertebrados Invertebrados
Splicing alternativo x
Presença da cadeia PolyQ x
Função neuro-relacionada x
15. Mas por que o Anfioxo?
- O Anfioxo é considerado um Cordado
invertebrado. São nele os primeiros registros de
aparição da notocorda.
- Aproveitou-se o fato de seu genoma ter sido
sequenciado
- Sistema nervoso parecido com o dos
vertebrados.
21. Clonagem e Caracterização do Gene
Conclusões da análise:
1- Mamíferos com sequências muito parecidas.
2- Variação da sequência praticamente apenas
nas cadeias PolyQ e PolyP .
3- Cadeia PolyQ presente apenas em vertebrados
e cadeia PolyP apenas nos mamíferos.
4- Anfioxo apresenta cadeia PolyQ.
25. Expressão da Huntingtina do Anfioxo
Foi feita observação do desenvolvimento do
Anfioxo até virar uma larva.
- No primeiro estágio (fertilização 0h – gástrula
10h) não foi detectada transcrição da
Huntingtina.
- A primeira expressão visível foi observada no
estágio de nêurula-precoce 11h. A maioria das
transcrições foi observada na ponta anterior da
placa neural e foi se espalhando ao longo da
vesícula cerebral com o tempo.
26. Discussão geral
O gene Huntingtina (IT15) do Anfioxo não sofreu
eventos que caracterizam extensas duplicações
de genômas dos vertebrados, porém também
possui uma cadeia polyQ.
27. Discussão geral
Em relação a repetição HEAT consensa os testes
mostraram uma conservação desde os Anfioxos
no extremo terminal N (posição inicial). Porém
isso não é suficiente para uma conclusão mais
aprofundada da função do gene.
28. Conclusão
Estudos recentes apontavam que a Huntingtina
nos mamíferos tinham diversas funções em seu
desenvolvimento. Eles acreditavam que isso era
fruto de uma função ancestral de sistema
nervoso mal organizado.
29. Conclusão
Porém esse estudo mostra que o gene nos
Anfioxos (540 milhões de anos atrás) já era
expresso particularmente em seu sistema
nervoso.
Além disso acredita-se que essa função ancestral
está posicionada no extremo terminal N da
cadeia polipeptídica.
