Agentes estressores e a mobilização somática dos elementos de transposição em Drosophila

Abstract

Elementos transponíveis (TEs) são sequências móveis dos genomas que podem se transpor tanto em células germinativas, quanto em células somáticas, mecanismo conhecido como transposição. A transposição pode causar diversos efeitos nos genomas hospedeiros, que podem ser benéficos, como contribuir para a diversificação do material genético, ou podem ser negativos e, no caso da transposição somática (TS), pode levar inclusive ao desenvolvimento de câncer. Ao longo dos últimos anos, evidências da ativação de TEs por agentes estressores, como em resposta ao choque térmico e à exposição a agentes citotóxicos têm se acumulado em diversos organismos. O elemento mariner-Mos1 de Drosophila promove a transposição em células somáticas e é um excelente modelo para estudos relacionados às consequências biológicas da TS. Nessa tese, o objetivo geral foi verificar se ocorre a ativação de TEs, em especial mariner-Mos1, em Drosophila simulans e Drosophila melanogaster expostas a diferentes agentes estressores – temperatura e alguns quimioterápicos (ciclofosfamida, cisplatina, dacarbazina e daunorubicina). Verificamos que a excisão somática (ES) de mariner-Mos1 se acumula durante o ciclo de vida de Drosophila, mas não é constante durante todo desenvolvimento. Além disso, os diferentes estágios do desenvolvimento não são impactados de maneira semelhante pelo estresse térmico. Verificamos ainda que a ES pode ser prejudicial, conforme sugerido pela correlação entre o nível de ES e redução de atividades comportamentais e viabilidade embrionária. Os tratamentos com a ciclofosfamida (CPA) alteraram os padrões de transcrição de alguns TEs, mas não de mariner. Além disso, a CPA afetou genes envolvidos em várias funções biológicas, em particular, o tratamento agudo promoveu uma redução na expressão de genes envolvidos com os constituintes estruturais da mitocôndria, induzindo uma disfunção mitocondrial. Observamos também uma diferença significativa na expressão relativa de mariner nas moscas tratadas com a cisplatina. O mesmo não foi observado para os tratamentos com a dacarbazina. Já os experimentos com a daunorubicina estão em andamento.

Transposable elements (TEs) are mobile sequences of genomes that can transpose in germ cells and somatic cells, a mechanism known as transposition. Transposition may cause several effects on host genomes, which may be beneficial, such as contributing to the diversification of genetic material, or may be negative, and in the case of somatic transposition (ST) may even lead to the development of cancer. Over the past few years, evidence of the activation of TEs by stressors, such as in response to heat shock and exposure to cytotoxic agents has accumulated in several organisms. The mariner-Mos1 element of Drosophila promotes somatic cell transposition and is an excellent model for studies related to the biological consequences of ST. In this thesis, the objective was to verify if the activation of TEs, especially mariner-Mos1, occurs in Drosophila simulans and Drosophila melanogaster exposed to different stressors - temperature and some chemotherapeutic drugs (cyclophosphamide, cisplatin, dacarbazine and daunorubicin). We found that somatic excision (SE) of mariner-Mos1 accumulates during the Drosophila life cycle, but is not constant throughout development. Moreover, the different stages of development are not similarly impacted by heat stress. We also verified that SE can be harmful, as suggested by the correlation between SE level and reduction of behavioral activities and embryonic viability. The cyclophosphamide (CPA) treatments altered the transcription patterns of some TEs, but not mariner. In addition, CPA affected genes involved in various biological functions, in particular, acute treatment promoted down-regulation in expression of genes involved with the structural constituents of mitochondria, inducing mitochondrial dysfunction. We also observed a significant difference in mariner relative expression in cisplatin-treated flies. The same was not observed for dacarbazine treatments. Experiments with daunorubicin are in progress.