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Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-202825

Resumo

A epigenética tem se destacado como a principal moduladora das funções celulares e reguladora da expressão gênica, seja pela ativação ou repressão da atividade transcricional. Além disso, a epigenética está relacionada diretamente a processos reprodutivos como a reprogramação celular e o desenvolvimento embrionário. Em um primeiro estudo, foi avaliado o efeito do extrato de oócitos em vesícula germinativa (VG), isoladamente, ou em associação com o inibidor de deacetilase, Scriptaid, sobre o potencial de reprogramação celular em células somáticas suínas. Foi observada a formação de colônias semelhantes à células-tronco pluripotentes aproximadamente duas semanas após o tratamento com o extrato de oócitos ou extrato de oócitos associado ao Scriptaid. O número de colônias, no dia de aparecimento e 48 horas após esse período, foi semelhante entre as células tratadas somente com o extrato de oócitos ou em associação com Scriptaid. Foi observada ainda a ativação parcial de genes de pluripotência celular e de genes reguladores de modificações de cromatina e de metilação de DNA, como o Ezh2 e o Dnmt1, três dias após o tratamento com extrato de oócitos. No entanto, 15 dias após o tratamento, esses níveis retornaram aos níveis do controle. Esses dados sugerem que o extrato de oócitos em estádio de VG é capaz de induzir uma reprogramação parcial nos fibroblastos suínos, caracterizada pela indução parcial de pluripotência e modulação de modificadores epigenéticos. Em um segundo estudo, foram caracterizados o co-fator ativador e remodelador de cromatina (BRG1), e a lisina demetilase 1 A (KDM1A), durante o desenvolvimento embrionário de suínos. A KDM1A atua na desmetilação da mono e dimetilação da lisina 4 da histona 3 (H3K4m3 e H3K4me2, respectivamente). Primeiramente, foi verificado que as proteínas desses fatores não estão presentes no núcleo de oócitos no estádio de metáfase II, porém estão presentes no núcleo da maioria dos embriões durante os dias 3-4 do desenvolvimento embrionário, o que coincide com o momento da ativação do genoma embrionário (EGA), na espécie suína. Além disso, utilizando um modelo de alta e baixa competência para o desenvolvimento, foi verificado que a expressão de RNAm desses fatores são regulados durante o desenvolvimento embrionário e estão correlacionados com a expressão de RNAm de outras enzimas demetilases de lisinas e com níveis de metilação da H3K4me e H3K4me2 durante a EGA. Observou-se ainda que os níveis proteicos dos fatores BRG1 e KDM1A parecem ter relação com o numero de células por embrião durante a EGA. Esses dados sugerem que esses fatores podem apresentar um envolvimento na regulação da H3K4 durante a ativação do genoma e consequente no desenvolvimento embrionário.

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Epigenetic programming is the main mechanism regulating cell function and gene expression, through the activation or repression of transcriptional activity. In addition, epigenetics is closely related to reproductive events such as cell reprogramming and embryo development. In the first study, the effects of the germinal vesicle (GV) oocyte extract alone, or in combination with the deacetylase inhibitor Scriptaid, on porcine somatic cell reprogramming were evaluated. The formation of stem cell-like colonies were observed approximately two weeks after treatment with oocyte extract or oocyte extract plus Scriptaid. The colony number, at the time of appearance and after 48 hours, was similar between treatments. Partial activation of pluripotent, chromatin modifying and DNA methylating genes such as Ezh2 and Dnmt1, was observed three days after the oocyte extract treatment. However, the mRNA expression levels of the previous genes were similar to the control 15 days after treatment. This data suggest that GV oocyte extract is able to induce limited reprogramming in porcine fibroblasts, seen here by the partial activation of these genes. In the second study, brahmarelated gene-1 (BRG1), a cofactor and activator of chromatin modifications, and lysine demethylase 1A (Kdm1A), a repressor of gene expression, were characterized during porcine embryo development. Kdm1A is involved in the demethylation of both mono- and dimethylations, H3K4me and H3K4me2, respectively, on lysine 4 of histone 3. Firstly, we observed that proteins for both factors (BRG1 and Kdm1A) were absent in the nuclei of metaphase II oocytes, however, the proportion of nuclear localization increased on day 3-4 of embryo development. This time point coincides with the embryonic genome activation (EGA) in swine. Furthermore, using a well-established model of embryo developmental competence, based on time of first cleavage, it was verified that these factors were regulated during embryo development and are correlated with mRNA expression of other demethylases and H3K4me and H3K4me2 levels during EGA. It was also observed that BRG1 and Kdm1A levels are correlated with embryo cell numbers during EGA. These data suggest that BRG1 and Kdm1A participate in the regulation of H3K4 methylation during embryonic genome activation, and consequently, embryo development in swine.

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