Tese
Rede de interação proteína-proteína na relação entre Rickettsia amblyommatis e células do intestino e ovário de Amblyomma sculptum (Berlese, 1888)
Protein-protein interaction network in the relationship between Rickettsia amblyommatis and the intestine cells and the ovary of Amblyomma sculptum (Berlese, 1888)
Registro en:
DIAS, Raquel Xavier Ligeiro. Rede de interação proteína-proteína na relação entre Rickettsia amblyommatis e células do intestino e ovário de Amblyomma sculptum (Berlese, 1888). 2020. 83 f. Tese (Doutorado em Bioquímica Aplicada) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2020.
Autor
Dias, Raquel Xavier Ligeiro
Institución
Resumen
As riquétsias são bactérias intracelulares obrigatórias de hospedeiros vertebrados e invertebrados, diferindo em termos de associação com artrópodes, comportamento dos vetores invertebrados à infecção, na fisiopatologia e desfecho da doença em vertebrados. Entretanto, apesar de saber-se ser o carrapato reservatório e vetor destes microrganismos, os mecanismos moleculares envolvidos na infecção de suas células não foram bem elucidados. Assim, o trabalho teve como objetivo a reconstrução in silico da rede de interação proteína-proteína, a partir de proteínas codificadas do genoma da bactéria Rickettsia amblyommatis e do carrapato Ixodes scapularis. Com o alinhamento das sequências proteicas identificadas, conforme preconizado por diferentes bancos de interações (PSIMAP, iPfam, STRING e PEIMAP), obteve-se uma rede consenso após a normalização dos dados através do cálculo do valor de confiança da interação. Com o auxílio de ferramentas preditivas de localização subcelular, foram selecionadas proteínas de R. amblyommatis com alto potencial de interação com o carrapato e de grande importância para o processo infeccioso, sendo identificadas proteínas secretadas, excretadas e, ou, de superfície. Avaliando a rede de proteínas de membrana predita, foram identificadas 3.546 interações, envolvendo 91 proteínas de membrana da bactéria e 980 proteínas do carrapato. Por ontologia gênica foram identificados os processos biológicos significativos envolvidos na modulação da fisiologia do carrapato pela bactéria. Os módulos encontrados revelaram diferentes vias de sinalização, como, p. ex., secreção, fosforilação de aminoácidos e proteínas e alongamento translacional. Com o intuito de validar a rede obtida, foi realizada a integração dos transcriptomas de intestino e ovário de carrapatos Amblyomma sculptum em resposta à infecção por R. amblyommatis. Com esta estratégia foi possível revelar genes e interações protéicas derivadas de evidências in silico que podem auxiliar estudos adicionais quanto aos mecanismos envolvidos na manutenção e transmissão de riquétsias por carrapatos. Palavras-chave: Rickettsia amblyommatis. Amblyomma sculptum. Interface vetor- patógeno. Interação proteína-proteína. Modelagem molecular e docking. Rickettsiae are obligatory intracellular bacteria of vertebrate and invertebrate hosts, differing in terms of association with arthropods, behavior of invertebrate vectors to infection, in the pathophysiology and outcome of the disease in vertebrates. However, despite being known to be the tick reservoir and vector of these microorganisms, the molecular mechanisms involved in the infection of its cells have not been well elucidated. Thus, this work aimed the in silico reconstruction of the protein-protein interaction network, from proteins encoded in the genome of the bacterium Rickettsia amblyommatis and the tick Ixodes scapularis. With the alignment of the identified protein sequences, as recommended by different banks of interactions (PSIMAP, iPfam, STRING and PEIMAP), a consensus network was obtained after normalizing the data by calculating the interaction's confidence value. With the aid of predictive tools for subcellular localization, R. amblyommatis proteins with high potential for interaction with the tick and of great importance for the infectious process with selected which secreted, excreted and/or surface proteins identified. Evaluating the predicted membrane protein network, 3,546 interactions were identified, involving 91 bacterial membrane proteins and 980 tick proteins. By genetic ontology, significant biological processes involved in the modulation of tick physiology by bacteria were identified. Were found modules revealing different signaling pathways, such as secretion, phosphorylation of amino acids and proteins and translational elongation. In order to validate the network, we integrated the intestinal and ovarian transcriptomes of ticks of Amblyomma sculptum in response to infection by R. amblyommatis. With this strategy it was possible to reveal genes and protein interactions derived from in silico evidence that can help further studies on the mechanisms that involve the maintenance and transmission of Rickettsia by ticks. Keywords: Rickettsia amblyommatis. Amblyomma sculptum. Vector-pathogen interface. Protein-protein interaction. Modeling and molecular docking.