Dissertação de Mestrado, Ciências Biomédicas, Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, Universidade do Algarve, 2014Acetilação no N-terminal é uma das modificações co-traducionais mais comuns em células eucariotas. Esta reacção química é catalizada por uma família altamente conservada de N-acetiltransferases (NatA - NatF), que possuem subunidades e especificidades para o substrato distintas.
Apesar de a acetilação no N-terminal ter sido descrita há mais de 50 anos atrás, a sua função biológica continua pouco conhecida. Publicações recentes têm demonstrado que poderá ter uma papel na estabilidade, função, localização celular e secreção de proteínas.
Ao nível da regulação do tráfego de proteínas, foi observado em levedura que a acetilação no N-terminal, mediada pelo complexo NatA, inibe a translocação até ao retículo endoplasmático. Pelo contrário, foi demonstrado que a acetilação no N-terminal mediada pelo complexo NatC é importante para que haja a interacção das GTPases Arl3p e Grh1p com a membrana do Golgi, de Arl8a/b com a membrana do lisosoma e da proteína Trm1p-II com a membrana nuclear interna. Contudo, NatC não é um determinante geral da localização celular de proteínas, regulando apenas um grupo específico de substratos.
A função da acetilação no N-terminal durante o desenvolvimento de um organismo multicelular é pouco conhecida. Trabalhos prévios sugerem que o complexo NatC poderá ter um papel na regulação do crescimento e desenvolvimento de uma vasta gama de organismos.
O objectivo desta tese foi identificar e caracterizar fenotipicamente o complexo NatC em Drosophila melanogaster. Após identificação da subunidade catalítica (dnaa30), moscas mutantes por deleção foram obtidas (dnaa30Δ74).
Nós observámos que uma deleção no gene dnaa30 afecta a fertilidade de Drosophila: a maioria dos machos revelou ser estéril e uma redução da fertilidade das fêmeas foi observada. A contribuição maternal de dnaa30Δ74 durante a oogénese leva a uma redução da fertilidade das fêmeas devido a problemas de divisão nuclear nos embriões. A contribuição maternal da versão selvagem de dnaa30 é no entanto essencial para a viabilidade dos machos mutantes (mutantes zigóticos).
O efeito observado na fertilidade é um fenótipo específico de dnaa30 pois a expressão ubíqua de dNaa30-Myc em machos mutantes leva à recuperação da fertilidade. Observámos que a maioria da descendência proveniente do cruzamento de machos mutantes com virgens selvagens parecem ser ovos não fertilizados. Contudo a esterilidade dos machos mutantes não é resultante de problemas na linha germinal, uma vez que os machos mutantes revelaram ter uma espermatogénese e uma motilidade de esperma equivalente ao controlo. Assim, colocámos a hipótese da esterilidade ser devida a problemas de comportamento (ritual de acasalamento).
Apesar de preliminares, os nossos resultados sugerem que machos mutantes para dnaa30 possuem problemas ao nível do ritual de acalamento. Nenhum dos machos mutantes avaliados revelaram ritual de acasalemto.
Estes resultados sugerem que dnaa30 poderá ter uma função neuronal. A função neuronal de dnaa30 foi confirmada e em parte contribui para o fenótipo de esterilidade observado, pois a expressão de dNaa30-Myc nos neurónios de machos mutantes leva à recuperação da fertilidade. O papel de dnaa30 noutros tecidos não pode ser descartada, uma vez que a recuperação da fertilidade foi menor que a observada com a expressão ubíqua de dNaa30-Myc.
Os machos mutantes para dnaa30 revelaram também uma redução na longevidade e na locomoção. Estes fenótipos são independentes da esterilidade observada. Assim sendo, a esterilidade resultante de uma deleção no gene dnaa30 parece ser um fenótipo específico e não uma consequência da redução de mobilidade e longevidade.
Para explicar os fenótipos observados nos machos mutantes para dnaa30, propomos o seguinte modelo: a acetilação de Gie (Drosophila Arl8) no N-terminal, mediada por dnaa30, é uma mecanismo que regula a actividade dessa GTPase em diversos processos celulares dependentes de microtúbulos: transporte de proteínas pre-sinápticas, segregação de cromossomas...
Em resumo, o trabalho desta tese revela que naa30 em Drosophila tem um papel neuronal que afecta o ritual de acasalamento e a fertilidade. Tanto quanto nós estamos cientes, esta é a primeira vez que uma associação entre acetilação N-terminal e comportamento é observada num organismo multicelular
