Trabalho de Conclusão de Curso
Determinação de potenciais proteínas alvo de proteases 3c de vírus que infectam abelhas no conjunto de proteínas anotadas de apis mellifera
Registro en:
BARCELOS, Clarissa de Lima. Determinação de potenciais proteínas alvo de proteases 3c de vírus que infectam abelhas no conjunto de proteínas anotadas de apis mellifera. 2014. 33 f. Trabalho de conclusão de curso (Curso de Biotecnologia). Universidade Federal do Pampa. Campus São Gabriel. São Gabriel. 2014.
Autor
Barcelos, Clarissa De Lima
Institución
Resumen
The bees of the specie Apis mellifera L. are known/characterized by their/the high capacity for harvesting and storing pollen and nectar from flowers, they produce honey and play a key role on the planet ecosystem as a floral biodiversity maintainer by promoting polonization of numerous floral species. Due to its fundamental function on global agriculture, the detection and prevention of possible pathological agents with threats the bee health is an crucial task to beekeepers researchers. The major subject in bee research is the unidentified suddenly vanishment of bee population from the colony. This phenomenon is known as Colony Collapse Disorder (CCD) and it is described as an unexplained abruptly disappearance of work bees from the colony. The possible reason for this disorder is linked to various factors such as use of chemical pesticide, mites, bacterias, fungis and viruses. Under the pathogenic viruses which affect bees, the Picornavirus-like superfamily has a set of conserved genes which codify: a RNA-dependent RNA polymerase RdRp, a helicase-3 S3H superfamily, a viral genome protein binder VPg and a protease chymotrypsin-like 3C-Pro. The 3C-Pro has a fundamental role not only in the processing and maturation of the viral polyprotein by cleaving it but also performs metabolism regulation on the host cell by proteolytic degradation avoiding and blocking the antiviral mechanisms, consequently, enabling the virus insertion and replication on the host cell. The main objective of this work was to identify possible targets of viral protease 3C possible cleavage sites from DWV, SBPV, and the KIA complex and aim for the functions of those proteins in the proteome of Apis mellifera. The potential 3C protease targets sequence sites in Apis mellifera proteome were inquired and analyzed through the online database Gene Ontology. After further observation on DWV 3C protease targets, we observed three major group with altered functions: DNA-Binding proteins, proteolysis and neural development. The analysis detected the presence of the genes Apidaecina, Dachsous, Dicer-1 and Dead-box1 which functions play fundamental role in viral infection. The genes Roundabout and Shibire were highlighted in the query for SBPV resulting in a clusterization of 33 groups for affected proteins. Lastly, the results for the KIA complex clustered 31 groups highlighting the genes Brahma, Blue Cheese and Aurora Borealis. The correlation between the function of the potential cleaved proteins with the studied symptoms of the viral infection suggest that those proteases cleave proteins related to the antiviral cell signaling pathways in honey bees and this process would be performed in order to facilitate the infection process and, consequently, initiating the
symptoms of each viral infection. These data would be useful on the development of prevention mechanisms or even treatments for viral infection in honeybees as well as the search for mutations in the sequences which encode the cleavage site in nonsymptomatic honey bees. A principal característica das abelhas da espécie Apis mellifera L., é sua efetiva capacidade de polinização e de coleta de néctar floral, assim, desempenham papel de extrema importancia na manutenção da biodiversidade e no ecossistema do planeta, tendo em vista o seu trabalho na polinização de inúmeras espécies florais. Com o alto índice de polinização de diferentes cultivares na agricultura global, é de extrema importância a detecção e prevenção dos inúmeros agentes patológicos que acometem as abelhas. Um dos principais focos no estudo da sanidade apícola é o fenômeno chamado Desordem do Colapso das Colônias, caracterizado pela perda rápida e inexplicável da população adulta da colmeia, não sendo encontradas abelhas mortas dentro do ninho nem ao redor das colmeias. Logo, o motivo desta desordem está possivelmente ligado a muitas variáveis como, o uso de pesticidas, carga de patógenos associados, especialmente vírus, bactérias, fungos e ácaros. Dentre os patógenos virais, destacam-se os vírus pertencentes à superfamília Picorna-like que conserva um conjunto de genes que codificam a RNA polimerase dependente de RNA (RdRp), protease quimiotripsina-like (3C-Pro), a superfamília da helicase 3 (S3H) e uma proteína de ligação ao genoma (chamada proteína viral - VPg). A maioria das clivagens na poliproteína viral são realizadas pela protease 3C viral. Além do seu papel essencial no processamento e maturação da poliproteína viral, a protease 3C viral participa da regulação das funções das células hospedeiras através da degradação proteolítica evitando e bloqueando os mecanismos antivirais, possibilitando assim a instalação e replicação do vírus na célula alvo. O objetivo deste trabalho foi identificar prováveis sítios alvo da protease 3C dos vírus DWV, SBPV, e vírus do complexo KIA no conjunto de proteínas de A. mellifera e identificar grupos funcionais superrepresentados dentro destas proteínas alvo. Para isto, identificamos na literatura os sítios de clivagem de cada protease estudada, realizamos a busca de sequências alvos da protease 3C no conjunto proteico de Apis mellifera e analisamos as sequências potencialmente clivadas pela protease através da ferramenta Gene Ontology. Os resultados obtidos para a protease do vírus DWV mostraram que as funções proteicas afetadas agregaram-se em três grandes grupos: ligação a ácidos nucleicos, proteólise e desenvolvimento neuronal, destacando a presença de genes como: Apidaecina, Dachsous, Dicer-1 e Dead-box1. Nas análises para o SBPV, a busca resultou na formação de 33 agrupamentos onde destacaram-se genes como: Roundabout e Shibire. Por fim, as análises para o complexo KIA resultaram em 31 grupamentos onde destacaram-se genes como:
Brahma, Blue Cheese e Aurora Borealis. A correlação entre a função de várias das proteínas potencialmente clivadas com os sintomas da infecção dos vírus estudados sugerem que estas proteases clivam estas proteínas nas abelhas infectadas para facilitar o processo de infecção a partir da clivagem de proteínas envolvidas em vias de sinalização antiviral e, ao mesmo tempo, clivando outras proteínas que terminam por desencadear os sintomas de cada infecção viral. Estes dados poderão auxiliar futuramente no desenvolvimento de mecanismos de prevenção ou tratamento da infecção viral em abelhas, como também na busca de mutações nas sequências que codificam estes sítios de clivagem em abelhas sem sintomas de infecção.