Caracterização da quinase CRK1 (Cdc2 Related Kinase) na proliferação celular e na metaciclogênese de Trypanosoma cruzi.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Corrêa, Artur da Paixão
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/87/87131/tde-24102025-132857/
Resumo: Trypanosoma cruzi é um protozoário flagelado causador da doença de Chagas, endêmica nas Américas. Ele possui um ciclo de vida complexo, alternando entre formas especializadas em replicação e infecção, sendo essa transição influenciada por diferentes fatores ambientais como pH, osmolaridade, composição iônica e disponibilidade de nutrientes. Nos eucariotos modelos são as CDK as responsáveis pela regulação e diferenciação celular, cuja atividade é modulada de acordo com as necessidades da célula. Embora não se compreenda os estímulos que deflagram as mudanças celulares observadas nas transições entre as formas evolutivas de T. cruzi, sabe-se que nos tripanosomatídeos são as Cdc2 Related Kinase (CRK) as responsáveis pela regulação do ciclo celular. Nesse sentido, o presente trabalho trouxe como escopo principal investigar e caracterizar a quinase CRK1, homóloga de CDK1, ao longo do ciclo celular e na metaciclogênese de T. cruzi, bem como seu repertório de interatoras. Através da tecnologia de edição genética CRISPR/Cas9 foi possível gerar linhagens da cepa Dm28c que expressam as etiquetas NeonGreen e TurboID conjugadas à quinase CRK1. A expressão e localização de CRK1 foi realizada através da etiqueta NeonGreen, enquanto a identificação das moléculas interatoras de CRK1 foi realizada através do método de rotulagem de proteína (TurboID). A proteína CRK1 demonstrou ser expressa em todas as fases do ciclo celular de T. cruzi, com localização comumente citoplasmática, por vezes apresentando localização mitocondrial e nunca nuclear. A rotulagem de proteína mediada pelo TurboID, ainda que preliminar, apontou interação de CRK1 com proteínas envolvidas na montagem de vesículas de clatrina (envolvidas no trans-Golgi), remodelamento de microtúbulos (durante a fase G1), regulação da maturação de RNA mitocondrial, proteólise de aminoácidos e produção de substratos para a síntese de proteínas entre outras. Esses resultados ampliam o conhecimento sobre a expressão e localização de CRK1 ao longo do ciclo celular e metaciclogênese de T. cruzi, além de sugerir novas direções para pesquisas futuras, com o objetivo de compreender melhor as funções multifacetadas desta quinase e sua influência no ciclo celular do parasito.
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Embora não se compreenda os estímulos que deflagram as mudanças celulares observadas nas transições entre as formas evolutivas de T. cruzi, sabe-se que nos tripanosomatídeos são as Cdc2 Related Kinase (CRK) as responsáveis pela regulação do ciclo celular. Nesse sentido, o presente trabalho trouxe como escopo principal investigar e caracterizar a quinase CRK1, homóloga de CDK1, ao longo do ciclo celular e na metaciclogênese de T. cruzi, bem como seu repertório de interatoras. Através da tecnologia de edição genética CRISPR/Cas9 foi possível gerar linhagens da cepa Dm28c que expressam as etiquetas NeonGreen e TurboID conjugadas à quinase CRK1. A expressão e localização de CRK1 foi realizada através da etiqueta NeonGreen, enquanto a identificação das moléculas interatoras de CRK1 foi realizada através do método de rotulagem de proteína (TurboID). A proteína CRK1 demonstrou ser expressa em todas as fases do ciclo celular de T. cruzi, com localização comumente citoplasmática, por vezes apresentando localização mitocondrial e nunca nuclear. A rotulagem de proteína mediada pelo TurboID, ainda que preliminar, apontou interação de CRK1 com proteínas envolvidas na montagem de vesículas de clatrina (envolvidas no trans-Golgi), remodelamento de microtúbulos (durante a fase G1), regulação da maturação de RNA mitocondrial, proteólise de aminoácidos e produção de substratos para a síntese de proteínas entre outras. Esses resultados ampliam o conhecimento sobre a expressão e localização de CRK1 ao longo do ciclo celular e metaciclogênese de T. cruzi, além de sugerir novas direções para pesquisas futuras, com o objetivo de compreender melhor as funções multifacetadas desta quinase e sua influência no ciclo celular do parasito. Trypanosoma cruzi is a flagellated protozoan that causes Chagas disease, endemic to the Americas. It has a complex life cycle, alternating between forms specialized in replication and infection, with this transition influenced by various environmental factors such as pH, osmolarity, ionic composition, and nutrient availability. In model eukaryotes, cyclin-dependent kinases (CDKs) are responsible for cell regulation and differentiation, with their activity modulated according to the cell\'s needs. Although the stimuli triggering the cellular changes observed during transitions between the evolutionary forms of T. cruzi are not fully understood, it is known that in trypanosomatids, Cdc2 Related Kinases (CRKs) regulate the cell cycle. In this context, this study aimed to investigate and characterize the CRK1 kinase, a homologue of CDK1, throughout the cell cycle and in the metacyclogenesis of T. cruzi, as well as its repertoire of interactors. Using CRISPR/Cas9 gene-editing technology, Dm28c strain lines expressing NeonGreen and TurboID tags conjugated to CRK1 kinase were generated. The expression and localization of CRK1 were assessed using the NeonGreen tag, while the identification of CRK1 interactors was performed using protein labeling (TurboID). The CRK1 protein was found to be expressed throughout all stages of the T. cruzi cell cycle, commonly localized in the cytoplasm, occasionally in the mitochondria, and never in the nucleus. Preliminary protein labeling with TurboID indicated interactions of CRK1 with proteins involved in clathrin-coated vesicle assembly (involved in the trans-Golgi network), microtubule remodeling (during the G1 phase), mitochondrial RNA maturation regulation, amino acid proteolysis, and substrate production for protein synthesis, among others. These results expand the understanding of CRK1 expression and localization throughout the cell cycle and metacyclogenesis of T. cruzi, while also suggesting new directions for future research aimed at better comprehending the multifaceted functions of this kinase and its influence on the parasite\'s cell cycle. 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