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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.41.2009.tde-09072009-093847
Document
Author
Full name
Gláucia Jansen da Re Lopes
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2009
Supervisor
Committee
Castrucci, Ana Maria de Lauro (President)
Ferreira, Zulma Felisbina da Silva
Oliveira, Antonio Carlos
Scavone, Cristoforo
Tedesco, Yur Maria e Souza
Title in Portuguese
Expressão gênica e protéica de rodopsina em células pigmentares e mecanismos de sinalização intracelular da sua modulação por endotelinas
Keywords in Portuguese
B16
Célula pigmentar
Endotelinas
Expressão gênica
Expressão protéica
GEM-81
Rodopsina
Abstract in Portuguese
Endotelinas (ETs) e sarafotoxinas (SRTXs) pertencem a uma família de peptídeos vasconstritores que podem regular a migração e/ou produção de pigmentos em células pigmentares de vertebrados (cromatóforos). Em peixes teleósteos, ETs/SRTXs induzem a migração de pigmentos. Em melanócitos humanos, as ETs promovem a melanogênese e mitogênese. ETs também regulam a transcrição de diversos genes. Esses efeitos são mediados por diferentes vias de sinalização intracelular, dentre elas a via da fosfolipase C (PLC), da proteína quinase C (PKC) e da cascata de sinalização por proteína quinases ativadas por mitógeno (MAPKs). A rodopsina é um fotopigmento responsável pela detecção de fótons presente nos bastonetes dos olhos dos vertebrados. A modulação da transcrição do gene para rodopsina em peixes teleósteos e mamíferos parece ocorrer através de elementos conservados. Cromatóforos podem responder diretamente à luz, resultando no deslocamento dos grânulos de pigmentos através dos processos dendríticos das células. Essas respostas evocadas por luz são provavelmente mediadas por moléculas fotorreceptoras expressas por essas células. A linhagem celular GEM-81, proveniente de eritroforoma do peixe teleósteo Carassius auratus, assim como os melanócitos B16 de Mus musculus expressam rodopsina e receptores para ETs dos subtipos ETB e ETA, respectivamente. O objetivo deste trabalho foi determinar se: 1) os níveis do RNAm para rodopsina poderiam ser modulados por SRTX S6c em GEM-81 e por ET-1 em B16 e quais os mecanismos de sinalização intracelular envolvidos nessa modulação; 2) os níveis protéicos de rodopsina também poderiam ser modulados por SRTX S6c em GEM-81 e por ET-1 em B16. Através de PCR em tempo real (quantitativo), demonstrou-se que SRTX S6c e ET-1 modulam os níveis do RNAm para rodopsina em GEM-81 e B16, respectivamente, de forma temporal e dose-dependente. Em GEM-81, essa modulação envolve a ativação de uma PKC e da cascata das MAPKs. Já em B16, há o envolvimento de PLC, cálcio como mensageiro intracelular, calmodulina, quinase dependente de cálcio/calmodulina e PKC. Através de ensaios de Western blotting, foi demostrado que na linhagem GEM-81 os níveis protéicos de rodopsina não são significativamente alterados por 24 horas de tratamento com SRTX 10-9M S6c, sugerindo o envolvimento de mecanismos de controle pós-transcricional na modulação da expressão protéica de rodopsina. Nas células B16 cuja extração de proteína total ocorreu 0 ou 6h após o fim do tratamento de 24h com ET-1 10-10M, os níveis protéicos de rodopsina não são significativamente alterados. Já nas células cuja proteína total foi extraída 3h após o fim do tratamento com ET-1, observou-se uma diminuição significativa dos níveis da proteína rodopsina. Esses resultados sugerem o envolvimento de mecanismos de controle pós-transcricional na modulação da expressão protéica de rodopsina, mecanismos estes exacerbados nas células B16 cuja extração de proteína ocorreu 3h após o fim do tratamento.
Title in English
Modulation of rhodopsin expression and signaling mechanisms evoked by endothelins in in pigment cell lines
Keywords in English
B16
Endothelins
GEM-81
Gene expression
Pigment cells
Protein expression
Rhodopsin
Abstract in English
Endothelins (ETs) and sarafotoxins (SRTXs) belong to a family of vasoconstrictor peptides, which can regulate pigment migration and/or production in vertebrate pigment cells (chromatophores). In teleostean fish, ETs/SRTXs induce pigment migration. In human melanocytes, ETs promote melanogenesis and mitogenesis. ETs also regulate the transcription of several genes. These effects are mediated by different intracellular signaling pathways, such as the phospholipase C (PLC), protein kinase C (PKC) and the mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade. Rhodopsin is a photopigment responsible for photon detection, found in vertebrate rod cells. Rhodopsin gene transcription regulation in teleostean fish and mammals seems to occur through conserved elements. Chromatophores can respond directly to light, promoting the migration of pigment granules along the cells dedritic processes. These light-evoked responses are probably mediated by photoreceptive molecules expressed by these cells. The teleost Carassius auratus erythrophoroma cell line, GEM-81 and Mus musculus B16 melanocytes express rhodopsin, as well as the ET receptors, ETB and ETA, respectively. The aim of this study was to determine whether 1) rhodopsin mRNA levels could be modulated by SRTX S6c in GEM-81 cells and ET-1 in B16 cells and the intracellular signaling mechanisms involved; 2) rhodopsin protein levels could also be modulated by SRTX S6c in GEM-81 and ET-1 in B16 cells. Using real time (quantitative) PCR, we demonstrated that SRTX S6c and ET-1 modulate rhodopsin mRNA levels in GEM-81 and B16, respectively, in a time and dose-dependent way. In GEM-81, this modulation involves the activation of a PKC and the MAPK cascade. In B16, it involves PLC, calcium as a second messenger, calmodulin, a calcium/calmodulin dependent kinase and PKC. The Western blotting assays demonstrated that in GEM-81 cells rhodopsin protein levels are not significantly altered by a 24-hour treatment with 10-9M SRTX S6c, suggesting the involvement of post-transcriptional mechanisms in the modulation of rhodopsin expression. In B16 cells, whose total protein was extracted 0 or 6 hours after the 24-hour treatment with 10-10M ET-1, rhodopsin protein levels were not significantly altered. When the cells total protein was extracted 3 hours after the 24-hour treatment with ET-1, a significant reduction in rhodopsin protein levels was observed. These results also suggest the involvement of post-transcriptional mechanisms in the modulation of rhodopsin expression in this cell line. These mechanisms could be somehow exacerbated in B16 cells whose protein was extracted 3 hours after the treatment.
 
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TeseGJDLopes.pdf (3.96 Mbytes)
Publishing Date
2009-07-16
 
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