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Previous issue date: 2015-05-21 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / O relógio circadiano, presente em diversos organismos, é um mecanismo que controla ritmos diários na fisiologia e comportamento, os quais são mantidos mesmo na ausência de estímulos externos. Estudos em Drosophila melanogaster revelaram genes envolvidos diretamente com este relógio biológico. Tais genes formam alças de autoregulação negativa que promovem a transcrição cíclica de alguns dos seus próprios componentes assim como de outros genes que controlam uma variedade de aspectos fisiológicos e comportamentais. A principal alça regulatória é composta por dois ativadores transcricionais, Clock (Clk) e Cycle (Cyc), que após formarem um heterodímero, promovem a transcrição de period (per) e timeless (tim). Por sua vez, as proteínas Period (Per) e Timeless (Tim) também formam dímeros, entram no núcleo e interagem com Clk e Cyc, causando a desestabilização destes ativadores transcricionais e, consequentemente, a repressão de suas próprias transcrições. Nosso grupo tem estudado genes do relógio circadiano em Lutzomyia longipalpis, principal vetor da Leishmania chagasi (= Le. infantum) nas Américas. Comparações entre nossos resultados e o que é conhecido em D. melanogaster revelaram diferenças interessantes. Em D. melanogaster, a proteína Clk possui uma cauda de ativação formada por um domínio poli-Q, que está ausente no mutante arrítmico Clk jrk . Em L. longipalpis, Clk parece não possuir esta cauda de ativação. Contudo, a proteína Cyc deste inseto possui uma região homóloga ao domínio de ativação encontrada em proteínas ortólogas de outros insetos e vertebrados, mas que está ausente na proteína Cyc de D. melanogaster
Finalmente, o gene cyc é expresso de modo distinto em cada espécie: em L. longipalpis, o mRNA de cyc oscila quantitativamente ao longo do dia ao passo que, em D. melanogaster, apresenta expressão constitutiva. Uma construção contendo o gene cyc de L. longipalpis (llcyc) foi permanentemente introduzida em D. melanogaster utilizando a transformação mediada pelo elemento de transposição \201CP\201D. Utilizando o sistema UAS-GAL4, analisamos a atividade locomotora de moscas transformadas expressando esta construção em diferentes grupos neuronais e backgrounds genéticos de D. melanogaster. Embora L. longipalpis seja um inseto crepuscular/noturno e D. melanogaster diurno, a presença de llcyc não tornou as moscas transformadas mais noturnas. Contudo, o padrão de atividade em ciclos de claro-escuro sofreu mudanças e o período endógeno foi reduzido quando expostas à escuridão constante. Os resultados sugerem que a proteína Cyc de L. longipalpis, com sua cauda de ativação, interfere no funcionamento do relógio circadiano de D. Melanogaster / he circadian clock
,
present
in
several organisms
,
is a mechanism
that
control
s
daily
physiological and behavioral
rhythms
which are maintained even in the absence of external
stimuli. Studies on
Drosophila melanogaster
revealed genes directly involved with this
biological clock.
These genes
form
negative
feedback loops responsible for
the
cyclic
transcription
of some of its own
components
as well as
other
genes that control
a variety of
physiological and behavioral
aspect
s. The main feedback loop is composed of two
transcriptional activators, Clock (Clk) a
nd Cycle (Cyc), which after heterodimerizing promote
the transcription
of
period
(
per
) and
timeless
(
tim
) genes. In turn, the Per and Tim proteins
also form a heterodimer, enter into the nucleus and interact with Clk and Cyc, causing the
destabilization of
these transcription activators and, as a consequence, the repression of their
own transcription.
Our group h
a
s been studying circadian clock genes
in
Lutzomyia longipalpis
, the main
vector of
Leis
h
mania chagasi
(=
Le. infantum
) in the Americas. Comparison
s between our
results and what is known in
D. melanogaster
revealed interesting differences. In
D.
melanogaster
, the Clk protein has an activation tail formed by a poly
-
Q domain, which is
absent in the arrhythmic mutant
Clk
Jrk
. In
L. longipalpis
, Clk does
not seem to have this
activation tail. However, the Cyc protein in this insect has a region that is homologous to an
activation domain found in orthologous proteins from other insects and vertebrates, but absent
in the
D. melanogaster
Cyc. Finally, the
cyc
gene is distinctly expressed in each of the
species: in
L
. longipalpis
,
cyc
mRNA shows a daily oscillation in abundance, while in
D.
melanogaster
it is constitutively expressed.
A
construct
containing the
L. longipalpis cyc
gene
(
llcyc
)
was permanently
i
ntroduced
into
D. melanogaster
using
“P”
element mediated transformation.
Using the
UAS
-
Gal4
system
, we analyzed the locomotor activity of transgenic flies expressing this
construct in
different
D. melanogaster
neuronal groups and genetic background
s. A
lth
ough
L. longipalpis
is a cr
e
puscular/nocturnal insect and
D. melanogaster
is diurnal, the presence of
llcyc
did not
make the transformed flies more nocturnal.
However,
the
activity pattern in light
-
dark cycles
was altered and the endogenous
period
was redu
ced in constant darkness.
The results suggest
that the presence of
L. longipalpis
Cyc protein
,
with its activation tail
,
interferes in the
functioning of the
D. melanogaster
circadian clock.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.arca.fiocruz.br:icict/12022 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Amoretty, Paulo Roberto de |
| Contributors | Lima, Leila de Mendonça, Sorgine, Marcos Henrique Ferreira, Gonzalez, Marcelo Salabert, Redner, Paulo, Bauzer, Luiz Guilherme Soares da Rocha, Peixoto, Alexandre Afrânio |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ, instname:Fundação Oswaldo Cruz, instacron:FIOCRUZ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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