Dissertation
Caracterização da expressão de genes de relógio em ovários de Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus, 1762) em diferentes condições fisiológicas
Registro en:
CRUZ, Léo Nava Piorsky Dominici. Caracterização da expressão de genes de relógio em ovários de Aedes (Stegomyia) aegypti (Linnaeus, 1762) em diferentes condições fisiológicas. 2022. xiv, 72 f. Dissertação (Mestrado em Biologia Parasitária) - Instituto Oswaldo Cruz, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2022.
Autor
Cruz, Léo Nava Piorsky Dominici
Resumen
Osciladores endógenos (clocks) são componentes indispensáveis para a geração de ritmos (outputs) circadianos a partir de sua sincronização por fatores externos (inputs). Em organismos multicelulares, esse mecanismo é composto pelo oscilador central (pacemaker), localizado no sistema nervoso central, e osciladores periféricos localizados em outros tecidos, garantindo a manutenção dos ritmos biológicos desempenhados durante a história de vida desses organismos. O mosquito Aedes aegypti- por exemplo- vetor de diversos patógenos de importância médica, tem comportamentos reprodutivos rítmicos, como a oviposição, que depende de um ciclo de 24 horas de luz e escuridão; entretanto, ainda não é claro se esses ritmos são produzidos unicamente pela atividade do oscilador central ou se osciladores periféricos nos tecidos reprodutivos participam nesse processo. Devido a isso, em nossa pesquisa, investigamos se o perfil de expressão dos genes do relógio em ovários de A. aegypti indicavam a presença de um oscilador endógeno nesses tecidos e se a inseminação, como um dos principais eventos reprodutivos das fêmeas desse mosquito, poderia alterar esse perfil. Para isso, extraímos o RNA de ovários no estágio previtelogênico de fêmeas virgens e inseminadas em condições de 12 horas de luz e 12 horas de escuridão (LD 12:12) e 24 horas de escuridão constante (DD). Analisamos a expressão desses genes por meio da Reação quantitativa em Cadeia da Polimerase (qPCR) em tempo real e os quantificamos pelo método de 2 –ΔΔCt. Para investigar se os valores da expressão dos genes variavam dentro de um período de 24 horas e apresentavam um perfil circadiano, recorremos à análise de variância (ANOVA) e à análise baseada em cosinor pelo software CircWave v1.4. Nossos resultados mostram que a maioria dos genes de relógio nos ovários de A. aegypti não apresenta um padrão de expressão oscilatório em fêmeas virgens e inseminadas, com exceção do gene period, que apresenta uma oscilação em sua expressão em fêmeas inseminadas, mas apenas na condição de LD. Verificamos ainda que a inseminação reduz o nível de expressão apenas dos transcritos de vrille e Pdp1ε em LD 12:12 e de Clock em DD. Por outro lado, a expressão dos genes period, Clock, cryptochrome 1 e cryptochrome 2 é reduzida em fêmeas virgens mantidas em fotoperíodo LD 12:12 em comparação às fêmeas mantidas em DD. Em fêmeas inseminadas, essa redução ocorre em period, cycle, vrille, cryptochrome 1 e cryptochrome 2. Nossos resultados sugerem que os ovários de A. aegypti não apresentam um oscilador endógeno detectável a nível tecidual, mas a condição luminosa claramente modula a expressão de alguns genes de relógio Endogenous oscillators (clocks) are essential components for the generation of circadian rhythms (outputs) by their synchronization by external factors (inputs). In multicellular organisms, this mechanism involves the participation of a central oscillator (pacemaker) located in the central nervous system and peripheral oscillators located in other tissues, ensuring the maintenance of biological rhythms performed during the life history of these organisms. The Aedes aegypti L. mosquito - for example -, vector of several medically important pathogens, has reproductive rhythmic behaviors, like oviposition, which depends on a 24-hour light and dark cycle; however, it is not yet clear whether these rhythms are produced solely by the activity of the central oscillator or if peripheral oscillators in the reproductive tissues participate in this process. Due to this, in our research, we investigated whether the expression profile of clock genes in A. aegypti ovaries indicated the presence of an endogenous oscillator in these tissues and whether insemination, as one of the main reproductive events of this mosquito's females, could change that profile. To achieve this, we extract RNA from ovaries at the previtellogenic stage of virgin and inseminated females in photoperiods of 12 hours of light and 12 hours of darkness (LD 12:12) and 24 hours of constant darkness (DD). We analyzed the expression of these genes through real-time quantitative Polymerase Chain Reaction (qPCR) and quantified them by the 2–ΔΔCt method. To investigate whether gene expression values varied within a 24-hour period and presented a circadian profile, we used analysis of variance (ANOVA) and cosinor-based analysis using the CircWave v1.4 software. Our results show that most clock genes in A. aegypti ovaries do not show an oscillatory expression pattern in virgin and inseminated females, except for the period gene, which shows an oscillation in its expression in inseminated females, but only in LD condition. We also verified that insemination reduces the expression level only of the vrille and Pdp1ε transcripts in LD 12:12 and Clock in DD. On the other hand, the expression of period, Clock, cryptochrome 1 and cryptochrome 2 genes is reduced in virgin females maintained in 12:12 LD photoperiod compared to females maintained in DD. In inseminated females, this reduction occurs in period, cycle, vrille, cryptochrome 1 and cryptochrome 2. Our results suggest that A. aegypti ovaries do not present an endogenous oscillator detectable at the tissue level, but light condition clearly modulates the expression of some clock genes 2023-06-15