O papel da helicase mitocondrial Twinkle em tecidos muscular e nervoso de Drosophila melanogaster - Rodrigues, Ana Paula Campos (2022)
Mutações no gene humano TWNK, responsável por codificar a helicase mitocondrial Twinkle, frequentemente causam doenças mitocondriais que afetam o sistema neurolocomotor de pacientes. No caso da Oftalmoplegia Progressiva Externa (PEO), a principal característica é o acúmulo de múltiplas deleções no DNA mitocondrial (DNAmt). Em tecidos altamente energéticos, tais como o nervoso e o muscular, deleções e/ou depleção no DNAmt podem afetar a função mitocondrial, uma vez que esse genoma codifica subunidades proteicas primordiais para a produção de ATP via fosforilação oxidativa. Neste trabalho, utilizamos Drosophila melanogaster como modelo para compreender o papel tecido-específico da Twinkle em neurônios e na musculatura de moscas adultas. Diferentemente da letalidade larval observada com a superexpressão ubíqua de Twinkle K388A, uma variante disfuncional incapaz de hidrolisar ATP, a superexpressão músculo-específica não alterou nenhum parâmetro de viabilidade dos adultos avaliados. A superexpressão neurônio-específica também não afetou o desenvolvimento de Drosophila, mas causou redução drástica na atividade locomotora e na longevidade de indivíduos adultos, bem como depleção severa no DNAmt. A superexpressão de Twinkle tipo selvagem (WT) nesses tecidos não alterou nenhum fenótipo analisado, mas foi capaz de aumentar o número de cópias do DNAmt cerca de 30%. Análises preliminares dos intermediários da replicação do DNAmt em células musculares e neuronais de D. melanogaster, sob superexpressão de Twinkle WT ou K388A, evidenciaram aumento de uma das pausas replicativas que ocorrem naturalmente no genoma mitocondrial associadas ao fator de terminação transcricional (DmTTF). Além disso, possíveis deleções relacionadas à superexpressão de Twinkle K388A e WT foram encontradas em miócitos, apesar de não haver efeitos negativos ao fenótipo ou ao número de cópias de DNAmt nessas moscas. Determinar os mecanismos de manutenção do DNAmt envolvendo Twinkle pode fornecer ideias sobre como regular suas funções para melhorar as condições de disfunção mitocondrial que acometem tecidos nervoso e muscular durante o envelhecimento e o desenvolvimento de doenças mitocondriais.