Interações Genéticas Devidas à Regulação Gênica Constitutiva e Indutiva Mediadas pela Resposta a Proteínas Desnaturadas em C. elegans

A resposta a proteínas desnaturadas (RPD) é uma via de sinalização adaptativa utilizada para detectar e aliviar o estresse da dobragem de proteínas no retículo endoplasmático (RE). Em mamíferos, a RPD é mediada por três sensores proximais: PERK/PEK, IRE1 e ATF6. PERK/PEK é uma proteína quinase que fosforila a subunidade alfa do fator de iniciação da tradução eucariótico 2 para inibir a síntese de proteínas. A ativação do IRE1 induz o splicing do RNA mensageiro XBP1 para produzir um potente fator de transcrição. ATF6 é um fator de transcrição transmembranar que é ativado por clivagem em resposta ao estresse do RE. Mostramos que, em Caenorhabditis elegans, a deleção de ire-1 ou xbp-1 é letal de forma sintética quando combinada com a deleção de atf-6 ou pek-1, resultando em uma parada do desenvolvimento no estágio larval 2. Portanto, em C. elegans, atf-6 atua sinergicamente com pek-1 para complementar a exigência de desenvolvimento para ire-1 e xbp-1. A análise de microarranjo identificou genes da RPD induzíveis (i-RPD), bem como numerosos genes da RPD constitutiva (c-RPD) que requerem os transdutores de estresse do RE durante o desenvolvimento normal. Embora ire-1 e xbp-1 juntos regulem a transcrição da maioria dos genes i-RPD, cada um é necessário para a expressão de conjuntos de genes c-RPD que não se sobrepõem, sugerindo que têm funções distintas. Estranhamente, C. elegans atf-6 regula poucos genes i-RPD após estresse do RE, mas é necessário para a expressão de muitos genes c-RPD, indicando sua importância durante o desenvolvimento e a homeostase. Em contraste, pek-1 é necessário para a indução de aproximadamente 23% dos genes i-RPD, mas é dispensável para a c-RPD. Como pek-1 e atf-6 atuam principalmente através de conjuntos de alvos não sobrepostos que são diferentes dos alvos de ire-1 e xbp-1, são necessárias pelo menos duas respostas coordenadas para aliviar o estresse do RE por mecanismos distintos. Finalmente, nosso estudo de microarranjo identificou o fator de transcrição específico do fígado CREBh como um novo gene RPD conservado durante a evolução dos metazoários.