Laboratório de Célula Tronco | Regulação pós-transcricional dos processos de diferenciação celular em células-tronco adultas e pluripotentes humanas
Regulação pós-transcricional dos processos de diferenciação
celular em células-tronco adultas e pluripotentes humanas
Patrícia Shigunov Alejandro Correa Dominguez Bruno Dallagiovanna
Os processos biológicos responsáveis pela diferenciação de células-tronco não são completamente entendidos. Ainda assim, a utilização destas células em protocolos de terapia celular para o reparo tecidual tem representado um avanço promissor da medicina moderna. Entretanto, a obtenção de sucesso com a aplicação desta terapia tem sido limitada e a falta de conhecimento científico acerca de sua biologia limita o surgimento de novas estratégias terapêuticas. Com o intuito de melhor entender tais processos, estudos de expressão gênica na diferenciação celular têm se centrado nos mecanismos de controle em nível transcricional. Nossa hipótese central de trabalho é que mecanismos de controle em nível pós-transcricional são essenciais para determinar o comprometimento das células-tronco em uma linhagem celular específica.
Mecanismos de regulação pós-transcricionais determinam quais transcritos se associarão à maquinaria de síntese de proteínas. Este perfil de mRNAs associados a ribossomos representa com maior fidelidade o conjunto de proteínas expressas e as mudanças associadas ao processo de diferenciação da célula. Assim, o isolamento da população de mRNAs associados a ribossomos e seu posterior sequenciamento permite a identificação daqueles que efetivamente estão sendo traduzidos em proteínas, fornecendo uma medida de alta precisão do processo de sínteses de proteinas in vivo. Comparando então esta população com o RNA total podemos determinar níveis de tradução e taxas de síntese de proteínas.
Proteínas de união ao RNA se associam aos transcritos em partículas ribonucleoproteicas (RNPs) que são essenciais para garantir os níveis corretos e necessários das proteínas envolvidas no processo de diferenciação. A identificação e caracterização das RNPs e das redes gênicas formadas por elas (sistema denominado como "regulon"), permitirá entender o processo de diferenciação em nível molecular. Estas prote'inas se associam em estruturas maiores dentre as que destacamos os Processing bodies e os grânulos de estresse, sítios citoplasmáticos e tem função de estocagem e degradação do mRNA. Resultados recentes obtidos no LabCET mostraram um grande acumulo de grânulos tipo estresse em células-tronco adultas indiferenciadas e não submetidas a estresse, além disso foi observado que durante a diferenciação celular o aumento de PB e a diminuição e desaparecimento dos grânulos tipo estresse. Dessa forma, outro projeto desenvolvido no nosso laboratório é o estudo da função desses grânulos durante o processo de diferenciação.
Pretendemos determinar, a partir de uma caracterização sistemática dos mRNAs presentes nas células em diferenciação, quais os "regulons" que controlam a expressão gênica tanto no estado indiferenciado como no processo de diferenciação celular. Estes mecanismos serão estudados em células multi- e pluripotentes em diferentes modelos de diferenciação celular. A partir dos dados de RNA-Seq, identificaremos redes de regulação e fatores reguladores (tanto proteicos como RNAs) envolvidos na autorrenovacão e na diferenciação de células-tronco.