Controle geral não depressível 1 interage com o transportador catiônico de aminoácidos 1 e afeta a fecundidade do Aedes aegypti

May 04, 2023

Parasites & Vectors volume 15, Número do artigo: 383 (2022) Citar este artigo

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A proteína transportadora de aminoácidos, o transportador de aminoácidos catiônicos 1 (CAT1), faz parte do sensor de nutrientes no corpo gorduroso dos mosquitos. Um membro da família SLC7 de transportadores de aminoácidos catiônicos, é fundamental para a detecção de níveis elevados de aminoácidos na hemolinfa do mosquito após uma refeição de sangue e as alterações subsequentes na expressão gênica no corpo gorduroso.

Realizamos uma re-anotação de transportadores de aminoácidos catiônicos (CATs) de Aedes aegypti e selecionamos a cauda C-terminal de CAT1 para realizar uma triagem de dois híbridos de levedura para identificar interagentes putativos desta proteína. Uma proteína de interação interessante que identificamos foi o nonderepressible 1 de controle geral (GCN1). Determinamos o padrão de expressão de GCN1 em vários órgãos e estruturas adultas usando qRT-PCR e western blots. Finalmente, derrubamos o GCN1 usando RNA de fita dupla e identificamos mudanças nos intermediários de sinalização a jusante e os efeitos do knockdown na vitelogênese e fecundidade.

Em uma tela para Ae. aegypti que interagem com CAT1 identificamos GCN1 como um interator putativo. O GCN1 é altamente expresso nos ovários e no corpo gorduroso do mosquito. Nós fornecemos evidências de que a fosforilação da subunidade alfa do fator 2 de iniciação da tradução eucariótica (eIF2α) mudou durante a vitelogênese e que o knockdown por interferência de RNA de GCN1 em mosquitos inteiros reduziu o tamanho da ninhada de ovos de mosquitos tratados em relação aos controles.

Aedes aegypti CAT1 e GCN1 provavelmente são parceiros de interação e GCN1 é provavelmente necessário para o desenvolvimento adequado dos ovos. Nossos dados sugerem que GCN1 faz parte de um mecanismo sensor de nutrientes em vários tecidos de mosquitos envolvidos na vitelogênese.

A capacidade de detectar nutrientes e acompanhar as mudanças nos níveis de nutrientes é de suma importância para a função e sobrevivência celular, bem como para a manutenção da homeostase em organismos multicelulares. Uma variedade de vias de detecção e sinalização são usadas por células eucarióticas para rastrear concentrações específicas de nutrientes e status de energia [1]. Os aminoácidos são os blocos de construção de todas as proteínas que a célula produz para desempenhar as funções necessárias para a sobrevivência e o crescimento. Duas vias conservadas de detecção de aminoácidos foram identificadas em eucariotos: (i) a via de sinalização do complexo 1 (mTORC1) do complexo alvo da rapamicina (mTOR); e (ii) a via geral de controle de aminoácidos (GAAC), que foi descrita pela primeira vez em leveduras e às vezes é referida em mamíferos como a via de resposta a aminoácidos (AAR) [2,3,4]. Ambas as vias regulam a síntese de novas proteínas em resposta ao conteúdo celular de aminoácidos livres, com a via mTORC1 sendo conhecida por integrar entrada de fatores de crescimento, status de energia e disponibilidade de nutrientes para regular o crescimento celular [2,3,4,5].

A ativação de mTORC1 é realizada pelo recrutamento do complexo para as membranas lisossômicas, onde é proposto detectar o conteúdo de aminoácidos livres do lisossomo ou interagir com outros genes metabólicos de aminoácidos citoplasmáticos [2,3,4]. Uma vez ativada, a TOR quinase em mTORC1 fosforila outra quinase, a proteína ribossômica S6 quinase beta-1 (p70-S6K), que por sua vez fosforila a proteína ribossômica S6, "ativando" assim a síntese proteica [3, 4, 6]. A quinase central na via GAAC é o nonderepressible de controle geral (GCN) 2 (GCN2), que é ativado em resposta a vários estressores celulares, incluindo baixos níveis de aminoácidos intracelulares [7,8,9,10,11]. GCN2 detecta esses níveis com a ajuda de outra proteína, general control nonderepressible 1 (GCN1), que forma um complexo com várias proteínas, incluindo GCN2, general control nonderepressible 20 (GCN20) e ribossomos, permitindo que GCN2 detecte RNAs de transferência não carregados (tRNAs). no sítio A ribossomal [12,13,14,15] e fosforilam a subunidade alfa do fator de iniciação da tradução eucariótica 2 (eIF2α) em resposta [12,13,14,15,16,17,18]. A fosforilação de eIF2α causa uma redução na tradução geral e aumenta a tradução de um subconjunto de genes, incluindo GCN4 (em mamíferos, ativando o fator de transcrição 4 [ativando o fator de transcrição 4]) que responde a condições de fome de aminoácidos [19,20,21,22 ]. Esforços estão em andamento para entender quanto crosstalk ocorre entre as vias de sinalização mTORC1 e GCN2 [23,24,25,26].