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Previous issue date: 2016-01-13 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Os ritmos diários de atividade e repouso de insetos vetores são controlados pelo relógio circadiano. Este mecanismo endógeno que controla diferentes aspectos da fisiologia, metabolismo e comportamento, pode ser sincronizado pela luz (ciclos de claro e escuro) e outros ciclos ambientais como as oscilações diárias na temperatura, disponibilidade de alimentos, etc. Os genes diretamente envolvidos no controle molecular do relógio circadiano foram primeiramente descritos no modelo Drosophila melanogaster. Nosso grupo tem estudado genes do relógio circadiano em insetos vetores utilizando D. melanogaster como modelo, o que tem revelado uma série de diferenças marcantes entre os ortólogos do relógio de insetos. Em Lutzomyia longipalpis, principal vetor da Leishmania infantum nas Américas, e Aedes aegypti, vetor do vírus Dengue, a proteína codificada pelo gene cycle (cyc) possui uma cauda de ativação do tipo BCTR muito semelhante à de vertebrados. Esse sítio (BCTR) corresponde a região de interação de CYC com a proteína CRYPTOCHROME 2, um repressor transcricional encontrado em diversos insetos mas ausente em D. melanogaster. Outra diferença importante entre esses insetos é em relação ao tamanho da cauda poli-Q, implicada na ativação gênica, pois tanto em L. longiplapis quanto em Ae. aegypti esta cauda é reduzida em relação ao modelo Drosophila
Isto sugere que durante a evolução o domínio BCTR foi substituído funcionalmente em algumas espécies pelo domínio poli-Q no heterodímero CLOCK/CYCLE (CLK/CYC). Neste trabalho, iniciamos uma investigação dos aspectos relacionados à conservação evolutiva e funcional da principal alça regulatória do relógio circadiano de insetos. Para isto, através de uma análise in vivo, dirigimos a expressão do gene cyc de L. longipalpis (llcyc) na tentativa de reconstruir, em parte, a primeira alça do relógio circadiano de L. longipalpis em mutantes de D. melanogaster. Além disso, utilizamos uma abordagem evolutiva comparando sequencias de diferentes grupos de insetos para investigar as transformações sofridas por CLK-CYC ao longo do processo evolutivo dos insetos. Nossos resultados sugerem que a proteína CYC de L. longipalpis foi capaz de resgatar, ainda que parcialmente, o funcionamento do relógio circadiano de D. melanogaster, embora esses insetos tenham se separado a mais de 250 milhões de anos / D
aily rhythms of activity and
rest
in insect vectors are controlled by the circadian
clock. This endogenous mechanism that controls various aspects of physiology,
metabolism and behavior can be synchronized by the light (light and dar
k cycles) and
other environmental cycles as the daily fluctuations in temperature, food availability,
etc. The genes directly involved in the molecular circadian clock control were first
described in
Drosophila
melanogaster
. Our group has
been
studying
cir
cadian clock
genes in insect vectors using
D. melanogaster
as a model,
revealing
a series of
marked differences
among
the orthologs of the insects clock. In
Lutzomyia
longipalpis
, vector of
Leishmania infantum
in the Americas, and
Aedes aegypti
, the
Dengue
virus
vector, the protein encoded by cycle (cyc) ge
ne
has a BCTR type tail
activation, very similar to that of vertebrates. This BCTR tail is the site of interaction
with the CRYPTOCHROME 2 protein, a transcriptional repressor found in many
insects
,
but a
bsent in
D. melanogaster
. Another important difference
among
these
insects
is relative to poly
-
Q tail size,
implicated in gene activation,
since both
L.
longipalpis
and
Ae. aegypti
have a reduced tail compared to
Drosophila
. This
suggests that during the e
volution the BCTR domain was functionally replaced in
some species by poly
-
Q domain in the heterodimer CLOCK/CYCLE (CLK/CYC). In
the present
work, we
have
started an investigat
ion of
aspects related to the
evolutionary and functional conservation of the ma
in regulatory circadian clock in
insects. For this
purpose
, through an
in vivo
analysis we drove the
L. longipalpis
cyc
(llcyc)
gene expression in an attempt to rebuild, in part, the first circadian clock loop
of
L. longipalpis
in mutants of
D. melanogaste
r
. In addition, we used an evolutionary
approach by comparing sequences of different insect groups to investigate the
transformations suffered by CLK
-
CYC along the evolutionary process of insects. Our
results suggest that the CYC
L. longipalpis
protein was
able to rescue,
at least
partially, the functioning of the circadian clock of
D. melanogaster
,
although these
insects ha
s
been separated
for
more than 250 million years
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.arca.fiocruz.br:icict/13173 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Amoretty, Paulo Roberto de |
| Contributors | Moraes, Milton Osório de, Chahad Ehlers, Samira, Alvarenga, Patricia Hessab, Lima, Leila Mendonça, Sorgine, Marcos Henrique Ferreira, Peixoto, Alexandre Afrânio |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ, instname:Fundação Oswaldo Cruz, instacron:FIOCRUZ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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