Neuroproteômica : proteínas relacionadas à aprendizagem em abelhas e ratos

Abstract

Aprendizagem associativa pode ocorrer por condicionamento operante, através do qual o animal consegue antecipar eventos futuros baseado em suas experiências como consequências de seus próprios comportamentos. Trata-se de uma forma de aprendizagem que o homem compartilha com outros animais, incluindo invertebrados. O uso de ratos e abelhas como modelos biológicos em estudos comportamentais tem ajudado na compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos na aprendizagem por condicionamento operante. O objetivo desse trabalho foi identificar proteínas envolvidas no processo de aprendizagem por meio de análises proteômicas cerebrais de abelha mandaçaia (Melipona quadrifasciata) e rato (Rattus norvegicus). Neste trabalho, foram padronizadas condições para separação de extratos cerebrais de abelhas por meio de eletroforese bidimensional (2DE). Os perfis que apresentaram melhor resolução de spots proteicos foram obtidos com as seguintes condições: concentração de anfólitos a 1,5 %, CHAPS a 1 % e reposição de DTT no cátodo durante a isoeletrofocalização. Proteomas cerebrais de abelhas treinadas por condicionamento operante e controles foram comparados através de DIGE, mas nenhuma diferença de expressão proteica foi observada até o momento. Em relação a ratos, o primeiro mapeamento em grande escala por LC-MS/MS de proteomas de córtex pré-frontal de rato foi realizado, até onde sabemos. Foi possível identificar 923 proteínas, valor seis vezes maior quando comparado a outros estudos presentes na literatura. As proteínas identificadas foram categorizadas de acordo com sua localização e função biológica. A localização subcelular assim se dá: 21 % citosol, 18 % membrana plasmática, 13% mitocôndrias, 10 % núcleo, 8% citoesqueleto, 6 % complexo de Golgi ou retículo endoplasmático, 3 % proteínas extracelulares, 3 % outras organelas e 18 % de proteínas intracelulares. Entre as proteínas identificadas no córtex pré-frontal podemos destacar quatro delas como sendo descritas com envolvimento em processos de aprendizagem : contactin-2, calbindin, subunidade gamma da proteína quinase c (PKCgamma) e gp78. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Associative learning can occur by operant conditioning, when the animal can anticipate future events based on his experiences as a consequence of their own behaviour. That is a form of learning that humans share with others animals, including invertebrates. The use of rats and bees as biological models in behavioural studies have helped in understanding the molecular mechanisms involved in learning by operant conditioning. The aim of this study was to identify proteins related to the learning process through proteomic analysis of brains from "mandacaia" bee (Melipona quadrifasciata) and rat (Rattus norvegicus). In this study, conditions for separation of bee brain extracts by two-dimensional electrophoresis (2DE) were optimized. The profiles showing better protein spots resolution were obtained with the following conditions: 1,5% ampholytes concentration, 1% CHAPS and DTT replacement in the cathode during isoeletric focusing. Brain proteomes of bees trained by operant conditioning and control groups were compared by DIGE, but no difference in protein expression was observed so far. For rats, the first large-scale LC-MS/MS mapping of prefrontal cortex proteomes was achieved to our know ledge. A total of 923 proteins was identified, a value six times higher than other studies in the literature. The identified proteins were categorized according to their location and biological function. The subcellular localizations were 21% cytosol, 18% plasma membrane, 13% mitochondria, 10% nucleus, 8% cytoskeleton, 6% endoplasmic reticulum and Golgi complex, 3% extracellular proteins, 3% other organelles and 18% other intracellular proteins. Among the proteins identified in the prefrontal cortex, four of them can be highelihted as they are described in the literature as involved in learning processes: 2-contactin, calbindin, gamma subunit of protein kinase c (PKCgamma) and gp78.