Caracterização comparativa de modificações pós-traducionais de histonas dos TriTryp

Abstract

O sequenciamento de genomas abriu portas para o estudo de mecanismos e patologias de origem genética. Apesar da grande importância desses estudos, está claro que a complexidade do metabolismo celular não estaria estocada somente nas bases do DNA, uma vez que a expressão gênica é um processo complexo que depende de diversos fatores, incluindo mecanismos epigenéticos. Em eucariotos, o controle epigenético da expressão gênica ocorre essencialmente com base em alterações dinâmicas da estrutura e organização da cromatina, dentre as quais destaca-se o chamado \201Ccódigo de histonas\201D, que inclui histonas variantes e modificações póstraducionais (PTMs) de histonas. Esses mecanismos alteram a composição e conformação do nucleossomo e regulam vários aspectos do metabolismo do DNA, tais como replicação, reparo, transcrição e condensação da cromatina. Assim, drogas epigenéticas têm despertado interesse há décadas e já são utilizadas para o tratamento de várias doenças, tais como o câncer. Os protozoários parasitas da família Trypanosomatidae são causadores de diversas patologias humanas. Dentre eles, destacam-se o Trypanosoma cruzi, o Trypanosoma brucei e a Leishmania braziliensis (conhecidos como TriTryps), os quais são responsáveis pela doença de Chagas, doença do sono e leishmaniose, respectivamente. Apesar de possuírem controle da expressão gênica primariamente pós-transcricional, os TriTryps apresentam PTMs de histonas e outras modificações da cromatina. Essas modificações estão relacionadas à resposta dos parasitas ao estresse e a estímulos externos, mostrando-se de extrema importância na sua adaptabilidade ao ambiente, indicando que mecanismos epigenéticos também desempenham um papel importante na biologia desses organismos. O mapa global de PTMs de histonas de T. cruzi foi recentemente descrito pelo nosso grupo. No entanto, o número de sítios de PTMs de histonas conhecidos para os outros TriTryps ainda é muito pequeno e muito pouco se sabe sobre o papel funcional dessas modificações em tripanossomatídeos. Assim, no presente trabalho propomos realizar o mapeamento comparativo das PTMs de histonas dos TriTryps, utilizando abordagens proteômicas. Além de preencher a atual lacuna de informação e ampliar o entendimento acerca da regulação epigenética nesses organismos, os dados gerados poderão servir como base para futuras análises com ênfase em descobrir alvos para o desenvolvimento de drogas epigenéticas para tratamento dessas doenças. Neste trabalho, foram encontrados 12 tipos diferentes de PTMs de histonas, 162 sítios e 238 PTMs distribuídas entre os TriTryps. Dentro dessas, temos 54 PTMs novas descritas para T. cruzi, 72 PTMs novas descritas para T. brucei e este estudo é o primeiro a identificar PTMs para L. braziliensis, sendo 55 descritas até o momento. Foi encontrado também ocorrência de padrões distintos de PTMs em moléculas histonas, indicando que os TriTryps são capazes de regular modificações de histonas de forma combinatória para estabelecer estados da cromatina distintos, permitindo uma possível existência de um sofisticado código de histonas em tripanossomatídeos.