RIC-8B é uma proteína que apresenta, in vitro, atividade de fator de troca de nucleotídeos guanina (GEF). No entanto, seu papel in vivo não é conhecido. Dados anteriores do nosso laboratório demonstraram que essa proteína interage especificamente com Gαolf, que é uma proteína G exclusiva do sistema olfatório, presente nos cílios dos neurônios olfatórios, onde ocorre a transdução de sinal ativada pelos odorantes. No camundongo adulto verificou-se, por meio de ensaios de hibridização in situ, que RIC-8B está presente somente em regiões de expressão de Gαolf: no epitélio olfatório maduro e no núcleo estriado do sistema nervoso central. Para avaliar a função fisiológica de RIC-8B in vivo, resolvemos gerar uma linhagem de camundongo knockout para Ric-8B. Verificamos que a linhagem é inviável devido à letalidade dos embriões já em fases precoces do desenvolvimento (por volta de E8,5 e E9,0). A coloração de embriões com X-gal mostra que RIC-8B é especificamente expressa em regiões que darão origem ao sistema nervoso, como na região ventral do tubo neural, e em regiões cefálicas. Interessantemente, mostramos que RIC-8B é expressa na placa do assoalho do tubo neural, de uma maneira muito semelhante ao padrão de expressão de Sonic Hedgehog (SHH), que apresenta um papel fundamental para a organização do sistema nervoso, entre outras funções. Nossos resultados indicam, portanto, que RIC-8B desempenha um papel crucial durante a embriogênese, e que este papel pode estar relacionado com o papel exercido por SHH. Além disso, como a via de sinalização de SHH ocorre em cílios primários nas células alvo, nossos dados levantam a interessante possibilidade de que RIC-8B apresenta funções relacionadas a cílios, tanto no camundongo adulto (neste caso nos cílios dos neurônios olfatórios) como no embrião (neste caso nos cílios primários). / RIC-8B is a protein that, in vitro, acts as a guanine nucleotide exchange factor (GEF). However, its role in vivo remains unknown. Previous data from our laboratory demonstrated that this protein is able to interact specifically with Gαolf, a G protein found only in the olfactory system. This G protein is located in the cilia from olfactory neurons, where odorant signaling occurs. In situ hybridization experiments showed that RIC-8B, in adult mice, is expressed only in regions where Gαolf is expressed, such as the olfactory epithelium and the nucleus striatum in the central nervous system. In order to determine the function of RIC-8B in vivo, we decided to generate a knockout mouse strain for Ric-8B. We found that this strain is not viable due to the lethality of embryos in the early stages of development (around days E8.5 and E9.0). X-gal staining of embryos shows that RIC-8B is specifically expressed in regions that originate the nervous system, such as the ventral neural tube and also cephalic regions. Interestingly, we show that RIC-8B is restrictedly expressed in the floor plate of the neural tube, in a pattern that is very similar to the one shown by Sonic Hedgehog (SHH). The SHH protein plays a fundamental role in the organization of the nervous system, among other functions. Therefore, our results indicate that RIC-8B plays an essential role during the embryogenesis, and that this role can be related to the role played by SHH. Furthermore, because the SHH signaling pathway occurs in primary cilia in the target cells, our data raise the interesting possibility that the role played by RIC-8B is related to ciliary functions, both in adult mice (in this case, in olfactory cilia), and in the embryo (in this case, in primary cilia)

RIC-8B é um fator trocador de nucleotídeo de guanina (GEF) predominantemente expresso em neurônios olfatórios maduros de camundongos adultos. Trabalhos desenvolvidos em nosso laboratório mostraram que RIC-8B interage com Gαolf e Gγ13, duas subunidades de proteína G que estão enriquecidas nos cílios dos neurônios olfatórios, onde participam da transdução do sinal de odorantes. In vitro, RIC-8B é capaz de amplificar a sinalização de receptores olfatórios através de Gαolf, no entanto, seu papel fisiológico ainda é desconhecido. Para determinar a função desempenhada por essa proteína in vivo, nós utilizamos a tecnologia de Gene Trap com o objetivo de produzir um camundongo knockout para Ric-8B. Apesar de a expressão de Ric-8B ser restrita a poucos tecidos no camundongo adulto, descobrimos que homozigotos para a mutação em Ric-8B são inviáveis e morrem por volta do dia embrionário E10,5. Além disso, são menores e apresentam evidente falha no fechamento do tubo neural na região cranial (exencefalia). Utilizamos o gene repórter β-galactosidase expresso pelo alelo mutado para determinar o padrão de expressão de Ric-8B em embriões durante o desenvolvimento. Observamos que, no estágio E8,5, Ric-8B é expresso nas pregas neurais da região cefálica e na notocorda. De E9,5 a E12,5, a expressão de Ric-8B é detectada predominante no assoalho da placa. Esse padrão de expressão se assemelha ao de outro gene importante para a embriogênese, Sonic hedgehog (Shh). SHH é um morfógeno diretamente responsável pela padronização dorsoventral do sistema nervoso central e sua sinalização depende de cílio primário. Cílio primário é uma organela baseada em microtúbulos que se projeta da superfície da maioria das células de mamíferos e funciona como um centro de sinalização intracelular. Nossos dados mostram que fibroblastos embrionários Ric-8B-/- formam cílios primários, assim como alguns tecidos do embrião. Além disso, não encontramos alterações na sinalização de Shh em embriões homozigotos mutantes. No entanto, observamos que esses embriões apresentam apoptose aumentada em células migratórias da crista neural cranial. Shh é importante para a sobrevivência de células da crista neural migratória, sugerindo um possível papel para Ric-8B a downstream da sinalização de SHH. / Ric-8B is a guanine nucleotide exchange factor (GEF) which is predominantly expressed in mature olfactory sensory neurons in adult mice. We have previously shown that RIC-8B interacts with both Gαolf and Gγ13, two G protein subunits, which are enriched in olfactory cilia and are required for odorant signal transduction. In vitro, RIC-8B is able to amplify odorant receptor signaling through Gαolf, however, its physiological role remains unknown. To determine the role played by RIC-8B in vivo we used the Gene trap technology to generate a Ric-8B knockout mouse. We found that, despite the limited distribution of Ric-8B gene expression in adult mice, Ric-8B homozygous mutants are not viable and die around the E10,5 stage. Mutant embryos are also smaller and fail to close the neural tube at the cranial region (exencephaly). We used the activity of the β-galactosidase reporter gene to determine the pattern of expression of the Ric-8B gene in heterozygous embryos. At E8,5 the Ric-8B gene is expressed in the notochord and neural folds of the cephalic regions. From E9,5 to E12,5 Ric-8B is predominantly expressed in the floor plate, in a pattern that strongly resembles the one shown by Sonic hedgehog (Shh). SHH is a morphogen directly responsible for the dorsoventral patterning of the central nervous system and its signaling depends on primary cilia. Primary cilia are microtubule-based organelles that protrude from the surface of mammalian cells and act as a signaling center. We show that Ric-8B-/- embryonic fibroblasts and some embryonic tissues grow primary cilia normally. In addition, we did not find alterations in the SHH signaling of homozygous mutants. Instead, we found an increased apopotosis in migratory cells of the cranial neural crest in these embryos. Shh is an important factor to survival of neural crest cells, suggesting a role for RIC-8B downstream of the SHH signaling.

RIC-8B é uma proteína que apresenta, in vitro, atividade de fator de troca de nucleotídeos guanina (GEF). No entanto, seu papel in vivo não é conhecido. Dados anteriores do nosso laboratório demonstraram que essa proteína interage especificamente com Gαolf, que é uma proteína G exclusiva do sistema olfatório, presente nos cílios dos neurônios olfatórios, onde ocorre a transdução de sinal ativada pelos odorantes. No camundongo adulto verificou-se, por meio de ensaios de hibridização in situ, que RIC-8B está presente somente em regiões de expressão de Gαolf: no epitélio olfatório maduro e no núcleo estriado do sistema nervoso central. Para avaliar a função fisiológica de RIC-8B in vivo, resolvemos gerar uma linhagem de camundongo knockout para Ric-8B. Verificamos que a linhagem é inviável devido à letalidade dos embriões já em fases precoces do desenvolvimento (por volta de E8,5 e E9,0). A coloração de embriões com X-gal mostra que RIC-8B é especificamente expressa em regiões que darão origem ao sistema nervoso, como na região ventral do tubo neural, e em regiões cefálicas. Interessantemente, mostramos que RIC-8B é expressa na placa do assoalho do tubo neural, de uma maneira muito semelhante ao padrão de expressão de Sonic Hedgehog (SHH), que apresenta um papel fundamental para a organização do sistema nervoso, entre outras funções. Nossos resultados indicam, portanto, que RIC-8B desempenha um papel crucial durante a embriogênese, e que este papel pode estar relacionado com o papel exercido por SHH. Além disso, como a via de sinalização de SHH ocorre em cílios primários nas células alvo, nossos dados levantam a interessante possibilidade de que RIC-8B apresenta funções relacionadas a cílios, tanto no camundongo adulto (neste caso nos cílios dos neurônios olfatórios) como no embrião (neste caso nos cílios primários). / RIC-8B is a protein that, in vitro, acts as a guanine nucleotide exchange factor (GEF). However, its role in vivo remains unknown. Previous data from our laboratory demonstrated that this protein is able to interact specifically with Gαolf, a G protein found only in the olfactory system. This G protein is located in the cilia from olfactory neurons, where odorant signaling occurs. In situ hybridization experiments showed that RIC-8B, in adult mice, is expressed only in regions where Gαolf is expressed, such as the olfactory epithelium and the nucleus striatum in the central nervous system. In order to determine the function of RIC-8B in vivo, we decided to generate a knockout mouse strain for Ric-8B. We found that this strain is not viable due to the lethality of embryos in the early stages of development (around days E8.5 and E9.0). X-gal staining of embryos shows that RIC-8B is specifically expressed in regions that originate the nervous system, such as the ventral neural tube and also cephalic regions. Interestingly, we show that RIC-8B is restrictedly expressed in the floor plate of the neural tube, in a pattern that is very similar to the one shown by Sonic Hedgehog (SHH). The SHH protein plays a fundamental role in the organization of the nervous system, among other functions. Therefore, our results indicate that RIC-8B plays an essential role during the embryogenesis, and that this role can be related to the role played by SHH. Furthermore, because the SHH signaling pathway occurs in primary cilia in the target cells, our data raise the interesting possibility that the role played by RIC-8B is related to ciliary functions, both in adult mice (in this case, in olfactory cilia), and in the embryo (in this case, in primary cilia)

RIC-8B é um fator trocador de nucleotídeo de guanina (GEF) predominantemente expresso em neurônios olfatórios maduros de camundongos adultos. Trabalhos desenvolvidos em nosso laboratório mostraram que RIC-8B interage com Gαolf e Gγ13, duas subunidades de proteína G que estão enriquecidas nos cílios dos neurônios olfatórios, onde participam da transdução do sinal de odorantes. In vitro, RIC-8B é capaz de amplificar a sinalização de receptores olfatórios através de Gαolf, no entanto, seu papel fisiológico ainda é desconhecido. Para determinar a função desempenhada por essa proteína in vivo, nós utilizamos a tecnologia de Gene Trap com o objetivo de produzir um camundongo knockout para Ric-8B. Apesar de a expressão de Ric-8B ser restrita a poucos tecidos no camundongo adulto, descobrimos que homozigotos para a mutação em Ric-8B são inviáveis e morrem por volta do dia embrionário E10,5. Além disso, são menores e apresentam evidente falha no fechamento do tubo neural na região cranial (exencefalia). Utilizamos o gene repórter β-galactosidase expresso pelo alelo mutado para determinar o padrão de expressão de Ric-8B em embriões durante o desenvolvimento. Observamos que, no estágio E8,5, Ric-8B é expresso nas pregas neurais da região cefálica e na notocorda. De E9,5 a E12,5, a expressão de Ric-8B é detectada predominante no assoalho da placa. Esse padrão de expressão se assemelha ao de outro gene importante para a embriogênese, Sonic hedgehog (Shh). SHH é um morfógeno diretamente responsável pela padronização dorsoventral do sistema nervoso central e sua sinalização depende de cílio primário. Cílio primário é uma organela baseada em microtúbulos que se projeta da superfície da maioria das células de mamíferos e funciona como um centro de sinalização intracelular. Nossos dados mostram que fibroblastos embrionários Ric-8B-/- formam cílios primários, assim como alguns tecidos do embrião. Além disso, não encontramos alterações na sinalização de Shh em embriões homozigotos mutantes. No entanto, observamos que esses embriões apresentam apoptose aumentada em células migratórias da crista neural cranial. Shh é importante para a sobrevivência de células da crista neural migratória, sugerindo um possível papel para Ric-8B a downstream da sinalização de SHH. / Ric-8B is a guanine nucleotide exchange factor (GEF) which is predominantly expressed in mature olfactory sensory neurons in adult mice. We have previously shown that RIC-8B interacts with both Gαolf and Gγ13, two G protein subunits, which are enriched in olfactory cilia and are required for odorant signal transduction. In vitro, RIC-8B is able to amplify odorant receptor signaling through Gαolf, however, its physiological role remains unknown. To determine the role played by RIC-8B in vivo we used the Gene trap technology to generate a Ric-8B knockout mouse. We found that, despite the limited distribution of Ric-8B gene expression in adult mice, Ric-8B homozygous mutants are not viable and die around the E10,5 stage. Mutant embryos are also smaller and fail to close the neural tube at the cranial region (exencephaly). We used the activity of the β-galactosidase reporter gene to determine the pattern of expression of the Ric-8B gene in heterozygous embryos. At E8,5 the Ric-8B gene is expressed in the notochord and neural folds of the cephalic regions. From E9,5 to E12,5 Ric-8B is predominantly expressed in the floor plate, in a pattern that strongly resembles the one shown by Sonic hedgehog (Shh). SHH is a morphogen directly responsible for the dorsoventral patterning of the central nervous system and its signaling depends on primary cilia. Primary cilia are microtubule-based organelles that protrude from the surface of mammalian cells and act as a signaling center. We show that Ric-8B-/- embryonic fibroblasts and some embryonic tissues grow primary cilia normally. In addition, we did not find alterations in the SHH signaling of homozygous mutants. Instead, we found an increased apopotosis in migratory cells of the cranial neural crest in these embryos. Shh is an important factor to survival of neural crest cells, suggesting a role for RIC-8B downstream of the SHH signaling.

O sistema olfatório de mamíferos é capaz de detectar milhares de substâncias químicas diferentes, mesmo em baixas concentrações. Um odorante disperso no ar pode se ligar a um receptor olfatório (OR) iniciando o processo de detecção. Os ORs são membros da super família de receptores acoplados a proteína G (GPCRs). Apesar de a via de transdução de sinal de odorantes estar bem descrita, pouco se sabe sobre os seus moduladores. Em 2005, nosso laboratório identificou RIC-8B como um possível fator de troca de nucleotídeos de guanina (GEF) que poderia amplificar a atividade da proteína G olfatória (Golf). No presente trabalho mostramos que RIC-8B é capaz de interagir com Gγ13. Procurando os outros componentes desse complexo identificamos Gβ1 como sendo a subunidade Gβ mais expressa no epitélio olfatório. Além disso, RIC-8B, Gαolf, Gβ1 e Gγ13 encontram-se concentrados nos cílios dos neurônios olfatórios e se co-localizam nesse compartimento celular. Nossos experimentos de co-imunoprecipitação mostram que RIC-8B interage mais fortemente com Gαolf, na presença de GDP do que na presença de GTP, como esperado para uma GEF. Curiosamente quando Gβ1 e Gβ13 estão presentes, RIC-8B e Gαolf co-imunoprecipitam igual, independente do nucleotídeo de guanina utilizado. Apesar de, na presença de Gβ1 e Gγ13, não observarmos dissociação física de RIC-8B e Gαolf com a mudança do estado de ativação, o efeito de RIC-8B na produção de AMPc não é afetada. Também mostramos que a quantidade de Gαolf, Gβ1 e Gγ13 presentes na membrana celular aumenta quando estas são co-transfectadas com RIC-8B em células de mamíferos. Nossos resultados apontam para um papel duplo da RIC-8B. Primeiro, RIC-8B poderia funcionar como uma chaperona auxiliando na formação e transporte do complexo heterotrimérico, Golf, em neurônios olfatórios. Em segundo lugar, RIC-8B também atuaria como uma GEF sobre Gαolf, aumentando a produção de AMPc e portanto amplificando a via de transdução de sinal de odorantes. Por fim, acreditamos que um possível papel para Gβ1 e Gγ13 nesse complexo seria funcionar como um andaime molecular, aproximando RIC-8B de seu alvo, Gαolf, potencializando ainda mais a atividade de GEF. / The mammalian olfactory system detects small amounts of thousands of different chemical compounds. Odorant perception starts when an odorant in the air binds to an olfactory receptor (OR). ORs belong to the super family of G-protein coupled receptors (GPCRs). Even though the odorant signaling pathway is well known, little is known about its modulators. In 2005, our lab identified RIC-8B as a putative guanine nucleotide exchange factor (GEF) that is able to interact with the olfactory G-protein (Golf) and amplify its activity. Here we show that RIC-8B also interacts with Gγ13. We also found that Gβ1 is the Gβ subunit that is predominantly expressed in the olfactory epithelium. Furthermore, RIC-8B, Gαolf, Gβ1 and Gγ13 are highly concentrated in the cilia of olfactory neurons and co-localize in this cellular compartment. We also show that RIC-8B interaction with G&#945olf is stronger in the presence of GDP than GTP, as expected for a GEF. Curiously, in the presence of Gβ1 and Gγ13, RIC-8B and Gαolf remain associated, in the presence of both GDP or GTP, probably through an indirect interaction via Gβ1/Gγ13. We also showed that the amounts of Gαolf, Gβ1 and Gγ13 in the cell membrane increase if RIC-8B is cotransfected in the same cell. Our results suggest that RIC-8B plays two roles. First, it may act as a chaperone which assists in the assembly and trafficking of the G protein complex. Second, RIC-8B would also act as a GEF to increase Gαolf dependent cAMP production and thereby amplify odorant signal transduction. Lastly, we believe that Gβ1 and Gγ13 may act as a scaffold to position RIC-8B close to its target, Gαolf, further enhancing the GEF activity.

O sistema olfatório de mamíferos é capaz de detectar milhares de substâncias químicas diferentes, mesmo em baixas concentrações. Um odorante disperso no ar pode se ligar a um receptor olfatório (OR) iniciando o processo de detecção. Os ORs são membros da super família de receptores acoplados a proteína G (GPCRs). Apesar de a via de transdução de sinal de odorantes estar bem descrita, pouco se sabe sobre os seus moduladores. Em 2005, nosso laboratório identificou RIC-8B como um possível fator de troca de nucleotídeos de guanina (GEF) que poderia amplificar a atividade da proteína G olfatória (Golf). No presente trabalho mostramos que RIC-8B é capaz de interagir com Gγ13. Procurando os outros componentes desse complexo identificamos Gβ1 como sendo a subunidade Gβ mais expressa no epitélio olfatório. Além disso, RIC-8B, Gαolf, Gβ1 e Gγ13 encontram-se concentrados nos cílios dos neurônios olfatórios e se co-localizam nesse compartimento celular. Nossos experimentos de co-imunoprecipitação mostram que RIC-8B interage mais fortemente com Gαolf, na presença de GDP do que na presença de GTP, como esperado para uma GEF. Curiosamente quando Gβ1 e Gβ13 estão presentes, RIC-8B e Gαolf co-imunoprecipitam igual, independente do nucleotídeo de guanina utilizado. Apesar de, na presença de Gβ1 e Gγ13, não observarmos dissociação física de RIC-8B e Gαolf com a mudança do estado de ativação, o efeito de RIC-8B na produção de AMPc não é afetada. Também mostramos que a quantidade de Gαolf, Gβ1 e Gγ13 presentes na membrana celular aumenta quando estas são co-transfectadas com RIC-8B em células de mamíferos. Nossos resultados apontam para um papel duplo da RIC-8B. Primeiro, RIC-8B poderia funcionar como uma chaperona auxiliando na formação e transporte do complexo heterotrimérico, Golf, em neurônios olfatórios. Em segundo lugar, RIC-8B também atuaria como uma GEF sobre Gαolf, aumentando a produção de AMPc e portanto amplificando a via de transdução de sinal de odorantes. Por fim, acreditamos que um possível papel para Gβ1 e Gγ13 nesse complexo seria funcionar como um andaime molecular, aproximando RIC-8B de seu alvo, Gαolf, potencializando ainda mais a atividade de GEF. / The mammalian olfactory system detects small amounts of thousands of different chemical compounds. Odorant perception starts when an odorant in the air binds to an olfactory receptor (OR). ORs belong to the super family of G-protein coupled receptors (GPCRs). Even though the odorant signaling pathway is well known, little is known about its modulators. In 2005, our lab identified RIC-8B as a putative guanine nucleotide exchange factor (GEF) that is able to interact with the olfactory G-protein (Golf) and amplify its activity. Here we show that RIC-8B also interacts with Gγ13. We also found that Gβ1 is the Gβ subunit that is predominantly expressed in the olfactory epithelium. Furthermore, RIC-8B, Gαolf, Gβ1 and Gγ13 are highly concentrated in the cilia of olfactory neurons and co-localize in this cellular compartment. We also show that RIC-8B interaction with G&#945olf is stronger in the presence of GDP than GTP, as expected for a GEF. Curiously, in the presence of Gβ1 and Gγ13, RIC-8B and Gαolf remain associated, in the presence of both GDP or GTP, probably through an indirect interaction via Gβ1/Gγ13. We also showed that the amounts of Gαolf, Gβ1 and Gγ13 in the cell membrane increase if RIC-8B is cotransfected in the same cell. Our results suggest that RIC-8B plays two roles. First, it may act as a chaperone which assists in the assembly and trafficking of the G protein complex. Second, RIC-8B would also act as a GEF to increase Gαolf dependent cAMP production and thereby amplify odorant signal transduction. Lastly, we believe that Gβ1 and Gγ13 may act as a scaffold to position RIC-8B close to its target, Gαolf, further enhancing the GEF activity.