Adaptações na composição do sistema de transporte de elétrons mitocondrial em larvas de Drosophila melanogaster em resposta a restrição nutricional e a expressão da oxidase alternativa

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Othonicar, Murilo Ferreira [UNESP]
• Orientador(a): Oliveira, Marcos Túlio de [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Mitocôndria; Oxidase alternativa; Drosophila melanogaster; Sistema de transporte de elétrons
• Palavras-chave em Inglês: Mitochondria; Alternative oxidase; Electron transport system
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/254366

A oxidase alternativa mitocondrial (AOX) é naturalmente ausente em vertebrados e insetos, mas presente em tunicados como Ciona intestinalis. A expressão xenotópica de AOX de C. intestinalis em Drosophila melanogaster e camundongos tem mostrado resultados promissores no combate a disfunções mitocondriais, exibindo potencial para um futuro uso terapêutico. A AOX é uma enzima que pode contornar os complexos III e IV do sistema de transporte de elétrons mitocondrial (ETS), fornecendo um caminho adicional para a redução de oxigênio e a reoxidação da coenzima Q (CoQ), permitindo a continuação do fluxo metabólico em situações de disfunções da ETS. No entanto, em moscas que expressam AOX, há evidências sugerindo que essa enzima não consegue acessar à CoQ reduzida pelo complexo I, mas consegue acessar prontamente CoQ reduzidas pela glicerol-3-fosfato desidrogenase mitocondrial (mGPDH). A hipótese é que isso ocorra pelo fato do complexo I estar frequentemente formando supercomplexos (SCs) com os complexos III e IV, o que supostamente sequestra moléculas de CoQ, proporcionando condições que permitem que AOX se interaja funcionalmente e preferencialmente com enzimas fora de SCs, como mGPDH. No Capítulo 1 dessa dissertação, utilizamos linhagens transgênicas de D. melanogaster para modular os níveis de expressão de Gpo1, gene que codifica a isoforma ubíqua de mGPDH, e avaliamos um fenótipo característico de moscas AOX, que é a letalidade pupal induzida por limitação nutricional. Apesar de termos observado um resgate dessa letalidade quando Gpo1 foi superexpressa, notamos que várias das linhagens usadas não apresentaram as características genético-moleculares necessárias para termos confiança nos dados. No Capítulo 2, buscamos verificar como a ETS de Drosophila está organizado na presença e ausência de AOX e em condições nutricionais distintas, utilizando a etroforese em gel de poliacrilamida azul nativa (BN-PAGE). Observamos mudanças no padrão de distribuição e nos níveis dos complexos mitocondriais: 1) larvas apresentam maior abundância de complexos de maior peso molecular e SCs do que indivíduos adultos; 2) a presença de AOX aumenta uma das formas mais comuns de SC em larvas; e 3) a restrição nutricional promove aumento dos níveis dos complexos mitocondriais e SCs, independentemente da expressão de AOX em larvas. Nossos resultados indicam que o contexto molecular da membrana interna mitocondrial influencia a atividade de AOX.