Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/55476
Type: Dissertação
Title: Análise do perfil de splicing alternativo de genes do patógeno oportunista Cryptococcus neoformans durante o processo infeccioso em modelo murino
Authors: Tamires de Lima Marques
First Advisor: Daniel de Assis Santos
metadata.dc.contributor.advisor2: Nalu Teixeira de Aguiar Peres
First Referee: Clayton Luiz Borges
Second Referee: Luiz Henrique Rosa
Abstract: A levedura Cryptococcus neoformans é um basidiomiceto ambiental, mas que, quando inalado por um indivíduo imunocomprometido, se torna um patógeno oportunista, causando a criptococose. Tal doença se manifesta causando quadros moderados, como pneumonias, e graves, como meningites – sendo essa última manifestação, causa de muitas mortes. Por ser um eucarioto, C. neoformans apresenta o splicing alternativo (AS) como forma de produzir mais de uma proteína a partir de um mesmo gene e, também, como forma de regulação gênica em resposta às influências ambientais. O estudo dos perfis de AS em resposta às condições de infecção, assim como suas consequências para esse fungo patogênico, são essenciais para a compreensão dos sistemas moleculares necessários à sobrevivência deste no hospedeiro. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi analisar a ocorrência, o perfil e o papel do splicing alternativo de genes em C. neoformans, após 6 horas e 10 dias de infecção em hospedeiro murino experimental. Para tal, 24 camundongos C57BL/6 foram infectados via intratraqueal com 1x106 células de C. neoformans. O Lavado Broncoalveolar (BAL) foi recolhido após 6 horas de infecção em metade dos animais (n=12) e após 10 dias na outra metade (n=12), de forma que fosse possível analisar o transcriptoma da levedura e comparar com a condição controle, que consistiu no cultivo do fungo em meio YPD overnight. A extração do RNA e o sequenciamento do transcriptoma foram realizadas e os dados de RNA-seq foram analisados usando as ferramentas DEXseq e rMATS, para investigar como se dá o splicing alternativo em genes expressos por C. neoformans, na condição de infecção inicial (após 6 horas) e de infecção tardia (10 dias), comparado ao controle em meio de cultura YPD. Os resultados indicam 221 eventos de uso diferencial de éxons (DEU) e 1281 eventos de splicing alternativo diferencial (DAS), dentre eles: Retenção de íntrons (IR), Éxons mutuamente excludentes (MXE), Sítio alternativo de splicing 3’ e 5’ (A3’SS e A5’SS) e Uso alternativo de éxons (ES), sendo este último o mais frequente nas condições de infecção, em comparação com o controle. Não obstante, os resultados indicaram possíveis eventos não anotados de AS, em pelo menos dois genes de C. neoformans. Ademais, as análises fornecem uma boa correlação entre estes eventos de AS e a expressão aumentada de genes envolvidos em vias conhecidamente importantes na adaptação, sobrevivência e virulência do patógeno C. neoformans no contexto da infecção, como obtenção de energia, replicação celular e obtenção de cobre – o que evidencia a relevância do AS para o microrganismo, agindo como um mecanismo de controle gênico pós-transcricional em resposta à estímulos ambientais. Desta forma, trabalhos como este – que fornecem informações relevantes quanto às diferenças de splicing presentes no patógeno oportunista C. neoformans entre condições de infecção e de não infecção – são cruciais para se compreender a dinâmica da interação C. neoformans-mamífero, bem como para gerar subsídios para proposição de estratégias de controle deste patógeno, bem como da criptococose.
Abstract: The yeast Cryptococcus neoformans is an environmental basidiomycete, that when inhaled by an immunocompromised person, becomes an opportunistic pathogen, causing the cryptococcosis. This disease manifests itself causing moderate conditions, such as pneumonias, and severe, such as meningitis - the latter being the cause of many deaths. As it is an eukaryote, C. neoformans presents Alternative Splicing (AS) as a way to produce more than one protein from the same gene and also as a form of gene regulation in response to environmental influences. The study of the profiles of AS in response to the infection environment, as well as its consequences for this pathogenic fungus, is essential to understanding the molecular systems necessary for its survival in the host. In this sense, the aim of this work was to analyze the occurrence, the profile and role of alternative splicing of C. neoformans genes, after 6 hours and 10 days of infection in experimental murine host. To this end, 24 C57BL/6 mice were intratracheally infected with 1x106 cells of C. neoformans. Bronchoalveolar lavage (BAL) was collected after 6 hours of infection in half of the animals (n=12) and after 10 days in the other half (n=12), so that it was possible to analyze the fungal transcriptome and compare with the control condition, which consisted of cultivating the fungus in YPD medium overnight. RNA extraction and transcriptome sequencing were performed and, then, the RNA-seq data were analyzed using the DEXseq and rMATS tools, to investigate how alternative splicing occurs in genes expressed by C. neoformans, in the condition of initial infection (after 6 hours) and late infection (10 days), compared to the control in YPD culture medium. The results show 221 differential exon usage (DEU) events and 1281 events of differential alternative splicing (DAS), among them: Intron retention (IR), Mutually exclusive exons (MXE), Alternative splice site 3' and 5' (A3 'SS and A5'SS) and exon skipping (ES), the latter being the most frequent in the conditions of infection, in comparison to the control condition. Nevertheless, the results indicated possible unannotated AS events in at least two C. neoformans genes. Furthermore, the analyzes provide a good correlation between these AS events and the increased expression of genes involved in pathways known to be important in the adaptation, survival and virulence of the C. neoformans pathogen in the context of infection, such as energy harvesting, cell replication and copper uptake – which evidences the biological role of AS for the microorganism, acting as a post-transcriptional gene control mechanism in response to environmental stimuli. Thus, works like this one – which provide relevant information regarding the splicing differences present in the opportunistic pathogen C. neoformans between conditions of infection and non-infection – are crucial to understand the dynamics of the interaction C. neoformans-mammal, as well as to generate income for proposing strategies to control this pathogen, as well as cryptococcosis.
Subject: Microbiologia
Criptococose
Micoses
RNA-Seq
Interações Hospedeiro-Patógeno
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Microbiologia
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/55476
Issue Date: 25-Apr-2023
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