Mapeamento de sítios envolvidos na transcrição do gene PbGP43 de Paracoccidioides brasiliensis, com ênfase na participação de motivos NIT2 na regulação gênica

Mapeamento de sítios envolvidos na transcrição do gene PbGP43 de Paracoccidioides brasiliensis, com ênfase na participação de motivos NIT2 na regulação gênica

Título alternativo Mapping of sites envolved in the transcription of the PbGP43 gene from Paracoccidioides brasiliensis with emphasis in the envolvement of NIT2 motifs in gene regulation
Autor Rocha, Antonio Augusto Autor UNIFESP Google Scholar
Orientador Puccia, Rosana Autor UNIFESP Google Scholar
Instituição Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Pós-graduação Microbiologia e imunologia - São Paulo
Resumo O presente trabalho mostra o envolvimento de motivos de ligação do tipo NIT2 na modulação da transcrição do gene PbGP43, que codifica um importante antígeno do patógeno humano Paracoccidioides brasiliensis. Esta investigação foi motivada pela descoberta de um elevado número de motivos do tipo GATA (ou TATC) dentro dos 2047 pb da região 5´ intergênica do PbGP43 do isolado Pb339, presentemente clonado e sequenciado neste trabalho. Este fragmento de 2047 pb contém 23 sítios NIT2, que formam 4 “clusters” putativos, dois deles idênticos. Nossa análise foi baseada em ensaios de EMSA (“electrophoretic mobility shift assay”) usando sondas selecionadas e ensaios de PCR em tempo real do gene PbGP43 de culturas de P. brasiliensis expostas a, ou depletadas, de sulfato de amônio e glutamina. Os resultados sugerem que pelo menos alguns motivos NIT2 podem ser funcionais e que o PbGP43 é modulado por fontes primárias de nitrogênio. Nós mapeamos 4 oligonucleotídeos contendo motivos TATC que formaram complexos DNA-proteína possivelmente envolvendo um fator NIT2. Esta afirmação é baseada nas seguintes observações: i) eles formaram bandas de maior intensidade nos ensaios de EMSA com extrato de células que cresceram na ausência de sulfato de amônio; ii) uma mutação pontual no núcleo TATC (para GATC) diminuiu a intensidade das bandas formadas e iii) todos os complexos migraram de forma semelhante. Tanto sulfato de amônio quanto glutamina provocaram diminuição no acúmulo de mRNA do PbGP43, sendo que o efeito pôde ser revertido quando o sal foi retirado do meio. Esta modulação foi vista não só em Pb339, mas também nos isolados Pb3 e Pb18. Os oligonucleotídeos usados para iniciar a reação para amplificação dos 2047 pb da região 5´ intergênica do PbGP43 usando DNA do isolado Pb339 também amplificaram um fragmento de tamanho similar usando DNA do Pb18 e de seis outros isolados. Para os isolados Pb2, Pb3, Pb4 e Pb5 os amplicons foram de ~1500 pb e para Pb9 e Pb17 foi de ~3000 pb. No Pb18, esta sequência é 98% idêntica à de Pb339. No Pb3, além do amplicom de menor tamanho, o número de motivos NIT2 e “clusters” é menor. Ensaios de gene repórter conduzidos em A. nidulans mostraram que os primeiros 480 pb da região 5´ intergênica não só foram responsáveis pela transcrição do gene, mas também continham os elementos necessários para a regulação negativa na presença de sulfato de amônio como fonte de nitrogênio. Além de terem sido testadas fontes de nitrogênio na modulação do PbGP43, o efeito da adição de glicose e soro fetal bovino também foi analisado. Nas condições testadas, o aumento de glicose de 0,18 para 1,5% levou a uma queda no acúmulo de mRNA do gene, no entanto, o contrário foi visto quando a concentração do açúcar subiu de 1,5 para 3%. Para o soro fetal bovino, não houve alteração significativa. Por fim, o mapeamento de elementos de transcrição da região proximal ao ATG (-1 a –326 pb) pelas técnicas de DNAse I footprinting e EMSA levaram à identificação de três regiões de proteção localizadas entre os nucleotídeos –216 e –260 da região promotora proximal. Este é o primeiro relato de modulação por fontes de nitrogênio primárias do gene PbGP43.

The present work shows the involvement of NIT2-like binding motifs in transcription modulation of the PbGP43 gene, which encodes an important antigen from the human pathogen Paracoccidioides brasiliensis. This investigation was motivated by the finding of a high number of GATA (or TATC)-like motifs within the first 2,047 nucleotides of the PbGP43 5’ intergenic region from Pb339 isolate, which has been presently cloned and sequenced. This fragment contains 23 NIT2- like sites, which form 4 putative clusters, two of them identical. Our analysis was based on electrophoretic mobility shift assay (EMSA) with selected probes and real time reverse transcription (RT)-PCR of PbGP43 from P. brasiliensis cultures exposed to, or depleted of, ammonium sulfate and glutamine. The results suggested that at least some NIT2-like motifs may be functional and that PbGP43 is modulated by nitrogen primary sources. We have mapped 4 oligonucleotides containing TATC motifs that formed DNA-protein complexes possibly involving a NIT2-like factor. This suggestion is based on the following observations: i) they formed more intense EMSA bands with extracts from ammonium sulfate-depleted cells; ii) a point mutation in the TATC core (to GATC) decreased shifted band intensity; iii) all the complexes migrated similarly. Both ammonium sulfate and glutamine provoked rapid decrease in PbGP43 mRNA accumulation, but this effect could be reversed upon salt depletion. This kind of modulation was observed not only in Pb339, but also in Pb3 and Pb18. The oligonucleotides that prime amplification of a 2,047-bp PbGP43 intergenic fragment using Pb339 DNA elongated a fragment of similar size with template from Pb18 and six other isolates, while for Pb2, Pb3, Pb4 and Pb5 the amplicon was ~1,500 bp and for Pb9 and Pb17 it was ~3,000 bp. The Pb18 genome sequence of this amplicon is 98% identical to that of Pb339. In Pb3, the number of NIT2-like motifs and clusters is lower. Gene reporter assays conducted in Aspergillus nidulans WG355 showed that the first -480 bp of the PbGP43 5´intergenic region are responsible for promoter activation and contains the minimal elements responsable for down regulation of gene when tested in minimal medium containing sodium nitrate as the only nitrogen source. Besides nitrogen sources, alterations in the concentration of glucose and addition of fetal serum bovine (FSB) in the medium were tested. In our conditions, when glucose concentration increased from 0,18 to 1,5%, mRNA accumulation decreased. The opposite was seen when concentration raised from 1,5 to 3%. FSB, on the other hand, did not alter PbGP43 expression. When the proximal promoter region was mapped by DNAse I footprinting and EMSA, we identified three protected regions localized between – 216 and –260 bp far from the initial codon (ATG). This is the first report on PbGP43 transcription modulation with primary nitrogen sources.
Palavra-chave Paracoccidioides
Glicoproteínas
Regulação da expressão gênica
Nitrogênio
Idioma Português
Financiador Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
Data de publicação 2008
Publicado em ROCHA, Antonio Augusto. Mapeamento de sítios envolvidos na transcrição do gene PbGP43 de Paracoccidioides brasiliensis, com ênfase na participação de motivos NIT2 na regulação gênica. 2008. 162 f. Tese (Doutorado em Ciências) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2008.
Publicador Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extensão 162 f.
Direito de acesso Acesso aberto Open Access
Tipo Tese de doutorado
Endereço permanente http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/24243

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Nome: Publico-24243.pdf
Tamanho: 2.371MB
Formato: PDF
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