# data[].attributes.body
Na busca de genes homólogos ao MTNR1B através do motor de busca proporcionado pelo n Blast foi possível obter a imagem apresentada em cima. Da qual é possível ver que a sequência mais homologa é a do próprio com a referência de acesso de NG_028160.1. Por esse motivo apresenta uma percentagem de identidade de 100%, um Query Cover de 100% que corresponde à percentagem de cobertura.

As duas seguintes também apresentam valores elevados de percentagem de identidade e de Query Cover, isto porque trata-se de sequências do mesmo gene, mas com versões diferentes. No mesmo sentido alguns dos resultados mais elevados, como visível correspondem a variantes de cDNA ou mRNA, entre outros. Destaca-se porém a proximidade com uma sequência de DNA que codifica uma proteína com a mesma finalidade porém na espécie cujo nome cientifico é Tadarida brasiliensis , um morcego.

Aprofundando um pouco esta análise, é possível constatar que esta sequência de DNA do morcego apresenta um score superior à da proteína que desempenha a mesma função em muitos primatas, visível na figura abaixo.

# data[].attributes.body
As buscas por homologias genéticas usando a ferramenta nBlast foram bem-sucedidas para o gene MTNR1B, mas infrutíferas para o gene SLC30A8, não sendo possível obter resultados. Além disso, o código BioPython também não apresentou resultados para ambos os genes, com o output retornado sendo inexistente. Tal pode ser explicado devido ao alcance do limite de tempo de processamento desejado, uma vez que se trata de sequências nucleotídicas de tamanho elevado.

Ainda mais, é importante salientar os resultados obtidos por nBlast não são tão conclusivos e ficam aquém dos elaborados, em seguida, para o pBlast. Isto porque as informações desenvolvidas na segunda pesquisa incidem diretamente nas funcionalidades do gene permitindo estabelecer ligações e conclusões mais precisas. Destaca-se também o tamanho mais reduzido o que facilita o seu manuseamento.

# data[].attributes.body
Assim, procedeu-se à busca de genes homólogos ao MTNR1B através a ferramenta PBLAST foi possível obter as cinco sequências apresentadas acima. Para tal, foi necessário definir um conjunto de critérios para considerar quais sequências seriam então consideradas homólogas:
Query Coverage > 95%
Percent Identity > 50%
E-value < 1e-06
Para tal, teve-se em consideração que é pretendido uma melhor qualidade de alinhamento possível, e portanto um menor valor de e-value. Para além disso pretende-se uma cobertura da query o maior possível e que os resíduos sejam o mais semelhante possivel. Desta forma, estes limites foram definidos por análise dos valores obtidos inicialmente no blast.
Assim, é importante definir quais as sequências consideras como homólogas para analisar o alinhamento e filogenia nas mesmas.

# data[].attributes.body
Diogo Guedes Lameira | PG50332
Mariana Rodrigues Oliveira | PG50635
Nelson Edgar Araújo Martins | PG50664

# data[].attributes.body
Ainda no PBLAST, para o gene SLC30A8 foram definidos os mesmos limites, à semelhança do caso anterior:
Query Coverage > 95%
Percent Identity > 50%
E-value < 1e-06
Desta forma, obteve-se as sequências na imagem acima que foram consideradas como homólogas.

# data[].attributes.body
A Diabetes é uma doença metabólica crónica que pode ter várias causas e que pode resultar de várias alterações fisiopatológicas que levam ao aumento permanente da glicemia, isto é, açúcar no sangue. Este aumento deve-se a defeitos na ação normal da insulina e/ou carência desta. A insulina é uma hormona que capta a glicose da corrente sanguínea e a leva para as células de todo o corpo, onde esta será utilizada como energia.

O açúcar é uma substância necessária ao metabolismo das células e, para que ele seja transportado até lá, o pâncreas produz insulina para que esta possa desempenhar o seu papel.

Segundo a CUF, esta doença atinge cerca de 13% da população adulta portuguesa e estima-se que, em todo o mundo, existem cerca de 400 milhões de pessoas com diabetes. Qualquer pessoa pode sofrer desta doença, sendo que, cerca de 90% dos casos de diabetes são classificados por Diabetes Tipo 2, afetando sobretudo pessoas adultas e idosas, com excesso de peso ou obesidade, sedentárias e com estilos de vida pouco saudáveis, tendo também frequentemente histórico familiar. [1]

A incidência de Diabetes Tipo 2 aumentou acentuadamente em todo o mundo nas últimas décadas. A disfunção das células beta pancreáticas, bem como a resistência central e periférica à insulina, parecem ser características elementares na fisiopatologia do Diabetes Tipo 2. Esta é uma doença crónica que se caracteriza pela resistência do organismo à insulina, ou seja, quando o corpo não consegue produzir ou usar eficientemente a insulina, fazendo com que esta não consiga cumprir a sua função e, consequentemente, levando a um aumento do nível de açúcar no sangue. A pessoa não nasce com esta doença, sendo a mesma desenvolvida ao longo de anos por ingestão excessiva de alimentos, hábitos de vida pouco saudáveis essencialmente pelo consumo excessivo de carboidratos na alimentação e estilo de vida sedentário, no contexto de uma predisposição genética. [2]

Já no que toca à Diabetes Tipo 1, esta é muito menos frequente, resultando de uma destruição súbita e irreversível das células pancreáticas. Estes doentes são geralmente adolescentes ou adultos jovens.

Existe ainda a diabetes gestacional, associada a mulheres grávidas. [3]

# data[].attributes.body
O gene MTNR1B (Melatonin Receptor 1B) é uma proteína presente na superfície das células do corpo humano, sendo ativada pela hormona melatonina. A melatonina, por sua vez, é produzida no cérebro, e quando esta se liga ao recetor MTNR1B, ajuda a promover a regulação do sono e é uma neuro-hormona envolvida nos ritmos circadianos. Os ritmos circadianos são onipresentes nos sistemas biológicos e regulam os processos metabólicos em todo o corpo. O desalinhamento desses ritmos circadianos e dos sistemas que eles regulam tem um impacto profundo nos níveis hormonais e aumenta o risco de desenvolver doenças metabólicas. A melatonina, uma hormona secretada pela glândula pineal, é uma das principais moléculas de sinalização usadas pelo principal oscilador circadiano para controlar os ritmos circadianos a jusante. Assim, vários estudos genéticos recentes apontam que uma variante comum no gene que codifica o recetor de melatonina 2 (MTNR1B) está associada ao comprometimento da homeostase da glicose, redução da secreção de insulina e aumento do risco de desenvolver Diabetes Tipo 2.  [4]

Estudos anteriores em animais e humanos já apontavam para um impacto significativo do sistema de melatonina na regulação da homeostase da glicose, além de seu conhecido papel na modulação do sono e dos ritmos circadianos, já referidos. [5]

Então, nos últimos anos, MTNR1B foi identificado e relatado como gene que influencia a glicemia em jejum, afetando o risco de Diabetes Tipo 2. A variação genética comum do MTNR1B determina a secreção de insulina estimulada por glicose e as concentrações plasmáticas de glicose. O seu impacto na função das células beta pode representar o mecanismo patológico predominante de como as variantes MTNR1B aumentam o risco de Diabetes Tipo 2. [6] Essa descoberta gerou um grande interesse no sistema melatonérgico, em particular no recetor de melatonina MT2 (que é codificado pelo MTNR1B). Evidências pré-clínicas e clínicas pós-GWAS de variantes frequentes e raras de MTNR1B confirmaram a sua importância na regulação da homeostase da glicose e do risco de Diabetes Tipo 2. [7]

O MTNR1B foi associado ao comprometimento da resposta insulínica inicial à glicose oral e intravenosa e à deterioração mais rápida da secreção de insulina ao longo do tempo. O mRNA de MTNR1B é expresso em ilhotas humanas, e a imunocitoquímica confirma que está localizado principalmente em células beta em ilhotas. Indivíduos não diabéticos portadores do alelo de risco e indivíduos com Diabetes Tipo 2 apresentaram aumento da expressão do recetor nas ilhotas. A libertação de insulina das células beta clonais em resposta à glicose foi inibida na presença de melatonina. Esses dados sugerem que a hormona circulante melatonina, que é predominantemente libertada pela glândula pineal no cérebro, está envolvido na patogénese da Diabetes Tipo 2. Dada o aumento de MTNR1B verificado em indivíduos com risco de Diabetes Tipo 2, os efeitos patogénicos são provavelmente exercidos por meio de um efeito inibitório direto nas células beta. Em vista desses resultados, o bloqueio do sistema ligante-recetor da melatonina pode ser uma via terapêutica na Diabetes Tipo 2. [8]

Entre os polimorfismos de nucleotídeo único mais associados ao risco de Diabetes Tipo 2, o rs10830963 está localizado no gene MTNR1B. [9] Esta variante piora o efeito da melatonina na tolerância à glicose, sugerindo a importância da genotipagem e recomendações personalizadas, especialmente em pessoas que consomem alimentos quando os níveis de melatonina são elevados. [10]

# data[].attributes.body
O gene SLC30A8, altamente expresso no pâncreas, particularmente nas ilhotas de Langerhans, codifica uma proteína transportadora de zinco (ZnT8) presente no corpo humano, residente em grânulos secretórios. [11] Então, a proteína SLC30A8 é importante para regular os níveis de zinco no corpo e, também, para a produção de insulina nas células do pâncreas, pois o transportador de ZnT8, fornece iões de zinco do citoplasma para os grânulos de insulina. [12] O zinco é essencial para o armazenamento, secreção e ação adequados da insulina, enquanto os 30 membros da família de transportadores de solutos (SLC30A8) transportam o zinco do citoplasma para os grânulos secretores de insulina nas células beta pancreáticas. [13]

Mutações deste gene associam-se à Diabetes Tipo 2 autoimune, isto é, uma doença em que o corpo produz anticorpos que atacam as células do pâncreas responsáveis pela produção de insulina, levando a uma produção insuficiente de insulina e, consequentemente, níveis elevados de açúcar no sangue.

Estudos genéticos acumulados demonstraram exatamente polimorfismos comuns de nucleotídeo único no gene SLC30A8 conferem a suscetibilidade ao risco de Diabetes Tipo 2, no entanto, as raras variantes de perda de função no gene podem ter efeitos protetores na doença.  Investigações clínicas implicaram que o SLC30A8 atua como um novo alvo antigênico em pacientes com Diabetes Tipo 1. Evidências experimentais biológicas indicaram que essa expressão genética em ambos os níveis de mRNA e proteína é regulada negativamente em ilhotas pancreáticas diabéticas. Além disso, a análise epigenética mostrou que os níveis de metilação do DNA no gene SLC30A8 estão aumentados em pacientes com Diabetes Tipo 2, o que está de acordo com a diminuição da expressão génica. [14]

O polimorfismo rs13266634 no gene SLC30A8 foi relatado com maior risco de Diabetes Tipo 2 na literatura. Este polimorfismo comum foi associado à redução da função das células beta e a um aumento de 14% na abundância de diabetes. Essa variante codifica uma troca de triptofano para arginina na posição 325 no domínio carboxi-terminal intracelular da proteína, resultando em redução da atividade de transporte de zinco e, consequentemente, diminuição dos níveis intragranulares de zinco. [15] Mas, outros estudos relataram resultados controversos de nenhuma associação significativa entre o rs13266634 com Diabetes Tipo 2, não tendo sido por vezes detetada nenhuma diferença significativa entre os indivíduos normais e diabéticos em relação ao polimorfismo rs13266634 no gene SLC30A8. [16] [17] Apesar do consenso emergente sobre o papel do ZnT8 na homeostase da glicose, um estudo genético recente em humanos identificou inesperadamente mutantes SLC30A8 com perda de função que estão associados à proteção contra a Diabetes. [18] Estudos sugerem que a mutação SLC30A8 R138X LOF pode exercer efeitos benéficos no metabolismo da glicose, aumentando a capacidade das células beta de secretar insulina sob condições hiperglicémicas. [19]

# data[].attributes.body
A proteína em estudo é recetora de melatonina tipo 1B.

# data[].attributes.headline
Função Molecular e Processo Biológico (UniProt)

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Função Molecular e Processo Biológico (UniProt)

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Recorrendo-se à ferramenta UniProt analisaram-se os resultados obtidos relativos à função molecular e processo biológico do gene. Entendeu-se então que, relativamente à função molecular, esta proteína desenvolve principalmente atividade de recetor (receptor acitvity). No que toca aos seus processos biológicos, destacam-se receptor signaling pathway, glucose homeostasis, negative regulation of insulin secretion e positive regulation of circadian sleep.

# data[].attributes.body
Ainda na ferramenta UniProt, foi averiguada a localização subcelular do MTNR1B. Afirma-se, assim, que este gene se localiza na membrana celular.

# data[].attributes.body
Verifica-se assim a presença das estruturas alfa-hélice e folha-beta.

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Presença no corpo humano (Expression Atlas)

# data[].attributes.subject
Presença no corpo humano (Expression Atlas)

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Pela ferramenta Expression Atlas, nota-se que o gene MTNR1B não está presente em muitos órgãos e tecidos do corpo humano, podendo encontrar-se nos intestinos, no córtex cerebral e no lobo temporal.

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A partir da ferramenta InterPro, foi possível retirar conclusões sobre a Família e Domínios da proteína.
A proteína pertence à família G protein-coupled receptor, rhodopsin-like e ao domínio GPCR, rhodopsin-like, 7TM.

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Domínios Transmembranares (Phobius e DeepTMHMM)

# data[].attributes.subject
Domínios Transmembranares (Phobius e DeepTMHMM)

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Para prever quantos domínios transmembranares em α-hélice existem na proteína da sequência utilizaram-se duas ferramentas: o Phobius e o DeepTMHMM. Assim, para a sequência do gene MTNR1B, obtiveram-se 7 domínios transmembranares em ambas as ferramentas.

# data[].attributes.body
A partir da análise dos resultados obtidos pelo NetNGlyc, a proteína apresenta 2 locais de N-glicosilação, identificados pelas letras a vermelho. Isto pode confirmar-se pela análise do gráfico em que os dois picos verdes intersetam e ultrapassam o Thresold.

# data[].attributes.body
No que toca ao NetPhos, para determinar quantos e quais os locais genéricos de fosforilação foi feita a contagem do número de aminoácidos Serina, que corresponde ao S, Trionina, que corresponde ao T, e Tirosina, que corresponde ao Y, ou pela quantidade de linhas que intersetam o Threshold. Assim, conclui-se que existem 25 locais na proteína humana do gene MTNR1B.

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A proteína em estudo é o antiportador de zinco acoplado a protões SLC30A8.

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Função Molecular e Processo Biológico (UniProt)

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Função Molecular e Processo Biológico (UniProt)

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Recorrendo-se à ferramenta UniProt analisaram-se os resultados obtidos relativos à sua função molecular e processo biológico.
Com a análise entendeu-se então que, relativamente à função molecular, esta proteína desenvolve principalmente funções relacionadas com o ião zinco, como zinc ion binding, zinc ion transmembrane transporter activity e zinc:proton antiporter activity. No que toca aos seus processos biológicos, destacam-se celular zinc ion homeostasis, insulin processing, insulin secretion, response to glucose, response to zinc ion, entre outros.

# data[].attributes.body
Ainda na ferramenta UniProt, foi averiguada a localização subcelular do SLC30A8. Afirma-se, assim, que este gene se localiza na membrana celular e na vesícula citoplasmática.

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Verifica-se assim a presença das estruturas alfa-hélice e folha-beta.

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Presença no corpo humano (Expression Atlas)

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Presença no corpo humano (Expression Atlas)

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Pela ferramenta Expression Atlas, nota-se que o gene SLC30A8 pode estar presente no córtex cerebral, hipocampo propriamente dito, córtex renal esquerdo e pelve renal.

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A partir da ferramenta InterPro, não foi possível retirar conclusões sobre o Domínio da proteína, mas sim sobre a sua Família e Superfamília Homóloga.

A proteína pertence à família Cation efflux protein e às Superfamílias homólogas Cation efflux transmembrane domain superfamily e Cation efflux protein, cytoplasmic domain superfamily.

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Domínios Transmembranares (Phobius e DeepTMHMM)

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Domínios Transmembranares (Phobius e DeepTMHMM)

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Para prever quantos domínios transmembranares em α-hélice existem na proteína da sequência utilizaram-se duas ferramentas: o Phobius e o DeepTMHMM. Assim, para a sequência do gene SLC30A8, obtiveram-se 6 domínios transmembranares em ambas as ferramentas.

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Através do estudo do alinhamento múltiplo pretende-se avaliar a conservação de sequências e domínios proteicos associados aos genes selecionados, de modo ainda a produzir árvores filogenéticas e, desta forma, estudar a evolução.
Poranto, as árvores filogenéticas são diagramas que terão relevância no contexto dos genes em estudo para representar as relações evolutivas para as diferentes sequências.

# data[].attributes.body
A partir da análise dos resultados obtidos pelo NetNGlyc, a proteína apresenta 1 local de N-glicosilação, identificado pela letra a vermelho. Isto pode confirmar-se pela análise do gráfico em que um dos picos verdes interseta e ultrapassa o Thresold.

# data[].attributes.body
No que toca ao NetPhos, para determinar quantos e quais os locais genéricos de fosforilação foi feita a contagem do número de aminoácidos Serina, que corresponde ao S, Trionina, que corresponde ao T, e Tirosina, que corresponde ao Y, ou pela quantidade de linhas que intersetam o Threshold. Assim, conclui-se que existem 25 locais na proteína humana do gene SLC30A8.

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sp|P49286|MTR1B_HUMAN Melatonin receptor - Cobalt RID XRKY568B21P (5 seqs)

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Alinhamento múltiplo obtido pela ferramenta COBALT para as sequências consideradas homólogas. Todas as sequências apresentam um Alignment Score >= 200.

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Confirma-se que as doenças e variantes do gene MTNR1B estão associadas ao Diabetes Tipo 2.

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Doenças Associadas (Open Targets Platform)

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Doenças Associadas (Open Targets Platform)

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Fazendo a pesquisa da relação entre este gene e insulin measurement, entende-se que a associação do gene MTNR1B é notória. Isto comprova a associação deste gene à doença de Diabetes Tipo 2.

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Doenças Cancerígenas Associadas (The Human Protein Atlas)

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Doenças Cancerígenas Associadas (The Human Protein Atlas)

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No que toca a doenças cancerígenas associadas ao gene MTNR1B entende-se que existe uma maior associação à doença Rhabdoid (Um cancro raro e de crescimento rápido que geralmente se forma no rim ou no sistema nervoso central) e cancro de testículo.

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Utilizando a ferramenta DisGeNET verifica-se uma associação à doença de Diabetes Tipo 2.

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As doenças e variantes do gene SLC30A8 estão principalmente associadas a mutações que consistem maioritariamente na diminuição do transporte do ião zinco, indo também de encontro ao que foi dito anteriormente.

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A ferramenta BLAST permitiu observar três domínios conservados nas sequências homólogas: 7tmA_Mel1B, 7tm_1 e PHA02638.

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A partir da análise da árvore filogenética pode-se retirar algumas conclusões. Primeiro, observa-se que a partir de um possível ancestral comum há uma divisão em duas ramificações. A proteína Melatonin receptor type 1B associada ao gene MTNR1B no Homo sapiens apresenta maior proximidade com a mesma proteína presente noutras espécies, nomeadamente, Rattus norvegicus e Mus musculus. Tal é visível pelas suas ramificações em comum, assim como o comprimento das mesmas ao ancestral comum. Por outro lado, na outra ramificação que parte do possível ancestral comum, observam-se outros tipos de recetores de melatonina, presentes em outras espécies.
A proximidade entre as diferentes proteínas poderá ser analisada em mais detalhe através do alinhamento múltiplo entre as sequências nas várias espécies.

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Recorreu-se à ferramenta MUSCLE para efetuar o alinhamento múltiplo das sequências consideradas como homólogas. Desta forma, é possível observar segmentos com diferentes níveis de conservação e mesmo segmentos sem conservação. Um “*” indica um resíduo totalmente conservado, um “:” indica conservação entre grupos com propriedades fortes semelhantes e “.” indica conservação entre grupos com propriedades fracas semelhantes. É possível identificar, assim, zonas de maior e menor conservação nas sequências. Desta forma, a identificação de domínios conservados de proteínas é importante para inferir sobre descendência evolutiva e funções comuns.

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Scripts em BioPython e uma descrição mais detalhada encontram-se no GitHub 

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Scripts em BioPython e uma descrição mais detalhada encontram-se no GitHub 

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https://github.com/Nelson-Martins22/Bioinform-tica/blob/main/projeto_final.ipynb

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Ao investigar os IDs obtidos diretamente no NCBI, é possível concluir que o ID relacionado ao gene MTNR1B é o 'NG_028160.1', o qual se encontra em segundo lugar na lista de IDs. Relativamente ao outro gene, SLC30A8, o ID correspondente é o 6º da lista, ou seja, o 'NG_016991.1'. Além disto, como não há IDS comum às duas listas é possivel afirmar que estes genes não têm nenhum tipo de relação geneticamente. Caso contrário, se exitisse algum ID em comum significaria que existe pelo menos uma sequência de DNA correspondente a ambos os genes no banco de dados "nucleotide" do NCBI.

Para concluir, apesar de os dois genes não terem uma ligação genetica como foi previsto na primeira etapa desta fase, ambos pertencem ao mesmo organismo, à espécie Homo sapiens. A sua taxonomia completa começa em “Eucariota”, e termina em “Homo”. São moléculas de DNA, na qual o primeiro gene (MTNR1B) está localizado no cromossoma 11, e o segundo (SLC30A8) no cromossoma 8.

Uma feature é uma região específica de uma molécula de DNA que desempenha alguma função biológica importante, como codificar uma proteína, regular a expressão genética, ou estar envolvida em uma função metabólica.

Assim, analisando as features dos genes em questão foi possível determinar a localização exata de cada um e os qualifiers correspondentes. Determinou-se também o número de features total, os tipos de features existentes e o número de cada tipo, por essa ordem. O gene SLC30A8 apesar de ter apresentando apenas 1 feature do tipo cds tal como o MTNR1B, o seu número total de features é superior (22>14), realçando a variedade de funções genéticas compreendidas neste gene em particular, especialmente por apresentar 3 features do tipo 'gene'.

Como ambos os genes contêm apenas 1 feature do tipo cds é expectável que codifiquem apenas 1 proteína, tal como esperado.O gene MTNR1B codifica a proteína 'melatonin receptor type 1B', responsável por regular a produção e libertação de melatonina, uma hormona produzida pelo cérebro que afeta o sono e o ritmo circadiano. A mutação ou ausência desta proteína pode levar a problemas de sono e distúrbios relacionados, o que está relacionado com o desenvolvimento de doenças como Diabetes tipo 2. O segundo gene codifica a 'proton-coupled zinc antiporter SLC30A8 isoform', uma proteína transmembranar que transporta zinco através da membrana celular. Deficiências ou alterações na atividade desta proteína podem estar relacionadas a doenças como Diabetes tipo 2 e doenças neurodegenerativas.

É possivel ainda usar os campos de referências externas para identificar identificadores de outras bases de dados, através do atributo 'db_xref' dos qualifiers.

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Scrips em BioPython encontram-se no GitHub

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Scrips em BioPython encontram-se no GitHub

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[17] AM;, F.H.K.S.R.A.N.F. SLC30A8 gene polymorphism (RS13266634 C/T) and type 2 diabetes mellitus in south Iranian population, Molecular biology reports. U.S. National Library of Medicine. Disponível em: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24449369/ (Acedido em: 10 de janeiro, 2023).

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[19] Kleiner S;Gomez D;Megra B;Na E;Bhavsar R;Cavino K;Xin Y;Rojas J;Dominguez-Gutierrez G;Zambrowicz B;Carrat G;Chabosseau P;Hu M;Murphy AJ;Yancopoulos GD;Rutter GA;Gromada J; Mice harboring the human SLC30A8 R138x loss-of-function mutation have increased insulin secretory capacity, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. U.S. National Library of Medicine. Disponível em: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30038024/ (Acedido em: 11 de janeiro, 2023).

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Entender a regulação da expressão do gene MTNR1B é importante para a compreensão do papel do recetor de melatonina 1B na regulação de vários processos fisiológicos no corpo, incluindo a regulação do ritmo circadiano através da mediação dos efeitos da melatonina sobre o sistema nervoso central. Para além disso, este recetor tem um importante na regulação do metabolismo da glicose e na secreção de insulina, expressando-se em áreas-chave do corpo envolvidas na homeostase da glicose, como o pâncreas.
Estudos demonstraram que uma expressão reduzida deste gene está associada a um aumento do risco de diabetes tipo 2. Além disso, variantes genéticas do MTNR1B foram associadas a um risco acrescido desta mesma doença [1].

[1] Lyssenko, V. et al. (2008) “Common variant in MTNR1B associated with increased risk of type 2 diabetes and impaired early insulin secretion,” Nature Genetics, 41(1), pp. 82–88. Available at: https://doi.org/10.1038/ng.288.

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Recorrendo à ferramenta IntAct verificou-se 229 interações diferentes com a proteína codificada pelo gene MTNR1B pelo que, para uma melhor análise e visualiação da rede de interações, se filtrou os resultados para interações com confiança (MI Score) >= 0.5.

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Observou-se que as principais interações com maior confiança pertencem à espécie Homo sapiens. Apesar disso, foi possível verificar interações com as espécies Rattus norvegicus e Mus musculus. De acordo com esta ferramenta, a proteína que mais interage com MTNR1B é FLNA, com duas evidências de interação

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Doenças Associadas (Open Targets Platform)

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Doenças Associadas (Open Targets Platform)

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Fazendo a pesquisa da relação entre este gene e diabetes mellitus biomarker, verifica-se que a associação do gene SLC30A8. Isto comprova a associação deste gene à doença de Diabetes Tipo 2.

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Doenças Cancerígenas Associadas (The Human Protein Atlas)

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Doenças Cancerígenas Associadas (The Human Protein Atlas)

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No que toca a doenças cancerígenas associadas ao gene MTNR1B entende-se que existe uma maior associação à doença Rhabdoid (Um cancro raro e de crescimento rápido que geralmente se forma no rim ou no sistema nervoso central) e cancro de testículo.

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Utilizando a ferramenta DisGeNET verifica-se uma forte  associação a doenças de Diabetes.

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A proteína codificada pelo gene SLC30A8 é responsável pelo transporte de iões de zinco através da membrana celular, o que desempenha um papel crucial na regulação da secreção de insulina e metabolismo da glicose. Defeitos no gene SLC30A8 estão relacionados com a diabetes tipo 2, o que sugere que esta proteína esteja envolvida na regulação da homeostase de glicose no corpo.
Desta forma, a proteína ZnT8 é expressa nas células beta do pâncreas, onde está envolvida no transporte de íons de zinco para os grânulos secretores de insulina. O zinco é necessário para a secreção de insulina e para o funcionamento adequado das células beta [2].

[2] Nicolson, T.J. et al. (2009) “Insulin storage and glucose homeostasis in mice null for the granule zinc transporter ZNT8 and studies of the type 2 diabetes–associated variants,” Diabetes, 58(9), pp. 2070–2083. Available at: https://doi.org/10.2337/db09-0551.

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sp|Q8IWU4|ZNT8_HUMAN Proton-coupled zinc - Cobalt RID XRR079F8212

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Alinhamento múltiplo obtido pela ferramenta COBALT para as sequências consideradas homólogas. Todas as sequências apresentam um Alignment Score >= 200.

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A ferramenta BLAST permitiu observar quatro domínios conservados nas sequências homólogas: CDF, CzcD, PRK03557 e Cation_efflux.

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A análise da árvore filogenética permite retirar algumas conclusões. Observa-se, portanto, que a partir de um possível ancestral comum há uma divisão em duas ramificações, em que apenas uma continua a evoluir e a desenvolver novas ramificações. A proteína Proton-coupled zinc antiporter associada ao gene SLC30A8 no Homo sapiens apresenta maior proximidade com a mesma proteína presente noutras espécies, nomeadamente Rattus norvegicus e Mus musculus, ambos roedores. Tal é visível pelas suas ramificações em comum, assim como o comprimento das mesmas ao ancestral comum. O facto de constituirem várias espécies de mamiferos poderá, eventualmente, justificar a maior proximidade filogenética. Por outro lado, na outra ramificação que parte do possível ancestral comum, observam-se a mesma proteína presente em outras espécies, nomeadamente anfíbios. A proximidade entre as diferentes proteínas poderá ser analisada em mais detalhe através do alinhamento múltiplo entre as sequências nas várias espécies.

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Recorreu-se à ferramenta MUSCLE para efetuar o alinhamento múltiplo das sequências consideradas como homólogas. Desta forma, é possível observar segmentos com diferentes níveis de conservação e mesmo segmentos sem conservação. Um “*” indica um resíduo totalmente conservado, um “:” indica conservação entre grupos com propriedades fortes semelhantes e “.” indica conservação entre grupos com propriedades fracas semelhantes. É possível identificar, assim, zonas de maior e menor conservação nas sequências. Desta forma, a identificação de domínios conservados de proteínas é importante para inferir sobre descendência evolutiva e funções comuns.

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Recorrendo à ferramenta IntAct verificou-se 242 interações diferentes com a proteína codificada pelo gene MTNR1B, com uma grande maioria com uma confiança (MI Score) semelhante, pelo que não foi possível filtrar os resultados de acordo com este valor, como no caso da proteína anterior, obtendo-se, assim, uma rede mais complexa.

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Observou-se que grande parte das interações pertencem à espécie Homo sapiens. Apesar disso, foi possível verificar interações com as espécies como vírus. De acordo com esta ferramenta, a proteína que mais interage com SLC30A8 é CREB3L1, com três evidências de interação.

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Verifica-se, portanto, que os dois genes poderão interagir na regulação do metabolismo da glicose e da secreção de insulina, embora a natureza exata dessa interação não seja bem compreendida.