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Previous issue date: 2015-08-07 / The healthy neuronal function and synaptic modification need both the synthesis and
degradation of proteins. Evidence indicates that the protein turnover mediated by proteasome
activity is involved in synaptic plasticity and long term memory. However, their role in different
stages of memory is still under discussion, and previous studies did not evaluate the possible
need of protein degradation in recognition memory. In this work, we have shown that
proteasome inhibitor, lactacystin, infused in the CA1 area of the hippocampus at two specific
time periods during consolidation affect the retention of the recognition memory in mice. The
administration of lactacystin did not affect the reconsolidation of memory. These findings
provide the first evidence for the importance of proteasome activity in memory
recognition, indicating that the protein breakdown in the hippocampus is required during two
specific time windows in memory consolidation, contributing to a better understanding of
protein turnover's role in memory formation. Changes of brain iron levels have been observed
in neurodegenerative diseases. It has been demonstrated by our research group, that iron
overload in the neonatal period results in severe and persistent memory deficits in adulthood.
Protein degradation mediated by the ubiquitin proteasome system plays an important role in
regulating various cellular processes and their involvement has been implicated in
pathogenesis of neurodegenerative diseases. So in this study was also evaluated the effects of
iron exposure in the neonatal period on the expression of proteasome subunits ?1, ?2, and ?5
and polyubiquitinated proteins in brains of rats at 15 days of life and adulthood. Two types of
hippocampal-dependent memory and recognition aversive were analyzed in adult animals. We
confirm earlier evidence that iron administered in the neonatal period affect both the aversive
memory and recognition memory. The levels of proteins polyubiquitinated found to be high in
the hippocampus, but not in the cortex of adult animals treated with iron. The gene expression
of the subunits ?1 and ?5 were affected by age in the hippocampus, which is higher in the
early stages of development, accompanied by a related increase with age polyubiquitinated protein levels in adult rats. In the cortex, the gene expression of all three subunits of the
proteasome was significantly higher in old adult than in neonatal age. Together, these results
suggest that the expression of the subunits of the proteasome and are regulated activity of
age-dependent manner. This was the first study to investigate the protein degradation system
in the brain of rats newborns and also the first to study the proteasome subunits comparing
neonatal and adult ages. Exposure to iron in the neonatal period produces long lasting harmful
effects on the functioning of the ubiquitin-proteasome system, which may be related to
deficiency of the iron induced memory, providing evidence that this system can be considered a target for the treatment of deficits memory. / A fun??o neuronal saud?vel e a modifica??o sin?ptica precisam tanto da s?ntese quanto da
degrada??o de prote?nas. Evid?ncias indicam que o turnover de prote?nas mediado pela
atividade do proteassoma est? envolvido na plasticidade sin?ptica e na mem?ria de longa
dura??o. No entanto, seu papel nas diferentes fases da mem?ria continua em discuss?o, e
estudos anteriores n?o avaliaram a poss?vel necessidade da degrada??o de prote?nas na
mem?ria de reconhecimento. Nesse trabalho, n?s mostramos que o inibidor de proteassoma,
lactacistina, infundido na ?rea de CA1 do hipocampo em dois per?odos de tempo espec?ficos
durante a consolida??o, prejudica a reten??o da mem?ria de reconhecimento em ratos. A
administra??o da lactacistina n?o afetou a reconsolida??o da mem?ria. Estas descobertas
fornecem a primeira evid?ncia para a import?ncia da atividade do proteassoma na mem?ria
de reconhecimento, indicando que a degrada??o de prote?nas no hipocampo ? necess?ria
durante duas janelas de tempo espec?ficas na consolida??o da mem?ria, contribuindo para a
melhor compreens?o do papel do turnover de prote?na na forma??o da mem?ria. Altera??es
dos n?veis de ferro cerebral t?m sido observadas em doen?as neurodegenerativas. J? foi
demonstrado pelo nosso grupo de pesquisa, que a sobrecarga de ferro no per?odo neonatal
resulta em graves e persistentes d?ficits de mem?ria na vida adulta. A degrada??o das
prote?nas mediada pelo sistema ubiquitina-proteassoma desempenha um importante papel na
regula??o de v?rios processos celulares e seu comprometimento tem sido implicado na
patog?nese de doen?as neurodegenerativas. Ent?o, nesse estudo, tamb?m foram avaliados os
efeitos da exposi??o de ferro no per?odo neonatal sobre a express?o das subunidades do
proteassoma ?1, ?2, e ?5 e das prote?nas poliubiquitinadas em c?rebros de ratos aos 15 dias
de vida e na idade adulta. Dois tipos de mem?ria dependente do hipocampo, aversiva e de
reconhecimento, foram analisados em animais adultos. Confirmamos as evid?ncias anteriores,
de que o ferro administrado no per?odo neonatal prejudica tanto a mem?ria aversiva quanto a
mem?ria de reconhecimento. Os n?veis de prote?nas poliubiquitinadas encontraram-se elevados no hipocampo, mas n?o no c?rtex, de animais adultos tratados com ferro. A
express?o g?nica das subunidades ?1 e ?5 foram afetadas pela idade no hipocampo, sendo
maior nos primeiros est?gios de desenvolvimento, acompanhado por um aumento relacionado
com a idade nos n?veis de prote?na poliubiquitinada em ratos adultos. No c?rtex, a express?o
g?nica das tr?s subunidades do proteassoma foi significativamente mais elevada na idade
adulta do que na idade neonatal. Em conjunto, esses resultados sugerem que a express?o das
subunidades e a atividade do proteassoma s?o regulados de forma dependente da idade. Este,
foi o primeiro estudo a investigar o sistema de degrada??o de prote?nas em c?rebros de ratos
neonatos e tamb?m, o primeiro a estudar as subunidades do proteassoma comparando as
idades neonatal e adulta. A exposi??o ao ferro no per?odo neonatal produz efeitos nocivos
duradouros sobre o funcionamento do sistema ubiquitina-proteassoma, que pode estar
relacionado com a defici?ncia de mem?ria induzida pelo ferro, fornecendo evid?ncias de que
esse sistema pode ser considerado um alvo para o tratamento dos d?ficits de mem?ria.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/6342 |
| Date | 07 August 2015 |
| Creators | Figueiredo, Luciana Silva |
| Contributors | Schr?der, Nadja |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Medicina e Ci?ncias da Sa?de, PUCRS, Brasil, Faculdade de Medicina |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 7620745074616285884, 600, 600, 600, -8624664729441623247, -969369452308786627 |
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