Funções celulares do complexo PARP9/DTX3L
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46131/tde-11042025-114420/ |
Resumo: | Modificações pós-traducionais, como ubiquitinação e ADP-ribosilação, que consiste na adição de unidades de ADP-ribose catalisada por enzimas da família PARP, permitem uma sinalização celular rápida, importante para várias vias celulares, como reparo de DNA e resposta imune. Foi sugerido previamente que o heterodímero PARP9/DTX3L, com atividade ADP-ribosiltransferase e E3 ubiquitina ligase, poderia estar envolvido no reparo de DNA e/ou infecções virais, mas sua atividade fisiológica permanecia pouco conhecida. Por isto, o objetivo deste estudo foi identificar a função celular do complexo PARP9/DTX3L. Nós demonstramos aqui que PARP9 e DTX3L não parecem ter um papel proeminente no reparo de DNA em células humanas hTERT RPE-1, conforme avaliado pelo ensaio de sobrevivência clonogênica, formação de focos de yH2AX e 53BP1 e acúmulo de micronúcleos em células selvagens e knockout para DTX3L tratadas com agentes que induzem diferentes tipos de danos ao DNA. No entanto, nós mostramos um papel importante de PARP9/DTX3L na resposta interferon (IFN), um dos principais componentes da imunidade inata. Nesse contexto, o complexo PARP9/DTX3L é superexpresso e regula os níveis proteicos de outra ADPribosiltransferase, PARP14, sem afetar sua transcrição, conforme medido por RTqPCR e imunoblot. Em resposta a IFN, PARP14 se auto-ADP-ribosila, e trans-ADPribosila DTX3L e possivelmente outros alvos, conforme determinado por imunofluorescência e um pulldown para purificar proteínas ADP-ribosiladas do lisado celular. Esta ADP-ribosilação induzida por IFN forma pontos citoplasmáticos que colocalizam com PARP9, DTX3L, PARP14, p62 e ubiquitina, conforme avaliado por imunofluorescência. Dado que um subconjunto de vírus de RNA de fita positiva, como alfavírus e coronavírus, codificam um macrodomínio com atividade de ADPribosilhidrolase que potencialmente revertem a ADP-ribosilação induzida por IFN do hospedeiro, empregamos células que expressam ectopicamente o macrodomínio 1 do SARS-CoV-2 e observamos que este remove parcialmente a modificação que detectamos. Portanto, DTX3L e PARP14 são potenciais alvos celulares do macrodomínio 1 do SARS-CoV-2. Em conjunto, esses resultados indicam que, embora o complexo PARP9/DTX3L não tenha um papel proeminente no reparo de DNA em linhagens celulares humanas, ele parece ser um componente importante da resposta antiviral humana. |
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Funções celulares do complexo PARP9/DTX3LCellular roles of the PARP9/DTX3L complexADP-ribosilaçãoADP-ribosylationDTX3LDTX3LinterferonInterferonPARP14PARP14PARP9PARP9SARS-CoV-2SARS-CoV-2Modificações pós-traducionais, como ubiquitinação e ADP-ribosilação, que consiste na adição de unidades de ADP-ribose catalisada por enzimas da família PARP, permitem uma sinalização celular rápida, importante para várias vias celulares, como reparo de DNA e resposta imune. Foi sugerido previamente que o heterodímero PARP9/DTX3L, com atividade ADP-ribosiltransferase e E3 ubiquitina ligase, poderia estar envolvido no reparo de DNA e/ou infecções virais, mas sua atividade fisiológica permanecia pouco conhecida. Por isto, o objetivo deste estudo foi identificar a função celular do complexo PARP9/DTX3L. Nós demonstramos aqui que PARP9 e DTX3L não parecem ter um papel proeminente no reparo de DNA em células humanas hTERT RPE-1, conforme avaliado pelo ensaio de sobrevivência clonogênica, formação de focos de yH2AX e 53BP1 e acúmulo de micronúcleos em células selvagens e knockout para DTX3L tratadas com agentes que induzem diferentes tipos de danos ao DNA. No entanto, nós mostramos um papel importante de PARP9/DTX3L na resposta interferon (IFN), um dos principais componentes da imunidade inata. Nesse contexto, o complexo PARP9/DTX3L é superexpresso e regula os níveis proteicos de outra ADPribosiltransferase, PARP14, sem afetar sua transcrição, conforme medido por RTqPCR e imunoblot. Em resposta a IFN, PARP14 se auto-ADP-ribosila, e trans-ADPribosila DTX3L e possivelmente outros alvos, conforme determinado por imunofluorescência e um pulldown para purificar proteínas ADP-ribosiladas do lisado celular. Esta ADP-ribosilação induzida por IFN forma pontos citoplasmáticos que colocalizam com PARP9, DTX3L, PARP14, p62 e ubiquitina, conforme avaliado por imunofluorescência. Dado que um subconjunto de vírus de RNA de fita positiva, como alfavírus e coronavírus, codificam um macrodomínio com atividade de ADPribosilhidrolase que potencialmente revertem a ADP-ribosilação induzida por IFN do hospedeiro, empregamos células que expressam ectopicamente o macrodomínio 1 do SARS-CoV-2 e observamos que este remove parcialmente a modificação que detectamos. Portanto, DTX3L e PARP14 são potenciais alvos celulares do macrodomínio 1 do SARS-CoV-2. Em conjunto, esses resultados indicam que, embora o complexo PARP9/DTX3L não tenha um papel proeminente no reparo de DNA em linhagens celulares humanas, ele parece ser um componente importante da resposta antiviral humana.Post-translational modifications, such as ubiquitination and ADP-ribosylation (the addition of ADP-ribose units catalyzed by enzymes of the PARP family), allow rapid cell signaling, important for various cellular pathways such as DNA repair and immune responses. It was previously suggested that the PARP9/DTX3L heterodimer, with both ADP-ribosyltransferase and E3 ubiquitin ligase activity, might be involved in DNA repair and/or viral infections, but its physiological activity is poorly understood. For this reason, our aim in this study was to elucidate the cellular role of the PARP9/DTX3L complex. Here, we show that PARP9 and DTX3L do not appear to have a prominent role in DNA repair in human hTERT RPE-1 cells, as assessed by clonogenic survival, yH2AX and 53BP1 foci formation and micronuclei accumulation in wild-type or DTX3L knockout cells treated with DNA damaging agents. However, we show an important role of PARP9/DTX3L in the interferon (IFN) response, one of the main components of innate immunity. In this context, the PARP9/DTX3L complex is overexpressed and regulates the protein levels of another ADP-ribosyltransferase named PARP14 without affecting its transcription, as measured by RT-qPCR and western blot. We also show that in response to IFN, PARP14 ADP-ribosylates itself, DTX3L and possibly other targets, as determined by immunofluorescence and a pulldown assay to purify ADPribosylated proteins from the cell lysate. This IFN-induced ADP-ribosylation forms cytoplasmic dots that colocalize with PARP9, DTX3L, PARP14, p62 and ubiquitin, as assessed by immunofluorescence. Given that a subset of positive-strand RNA viruses, such as alphaviruses and coronaviruses, contain a macrodomain with ADPribosylhydrolase activity that is thought to counteract host IFN-induced ADPribosylation, we used cells ectopically expressing SARS-CoV-2 Nsp3 macrodomain 1 and observed that it partially removes the modification we detected. Therefore, we described DTX3L and PARP14 as potential targets of SARS-CoV-2 Nsp3 macrodomain. Together, these results indicate that although the PARP9/DTX3L complex does not have a prominent role in the DNA repair in human cell lines, it appears to be an important component of the human antiviral response.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPHoch, Nicolas CarlosRibeiro, Victória Chaves2024-06-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46131/tde-11042025-114420/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-05-05T20:52:02Zoai:teses.usp.br:tde-11042025-114420Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-05-05T20:52:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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