Zita Carvalho-Santos Lab

Fisiologia Metabólica do Organismo

Os processos metabólicos são centrais a todas as funções celulares. As células podem sofrer reprogramação metabólica, um processo através do qual o metabolismo é alterado de forma a adquirir novas funções. O exemplo melhor descrito é a reprogramação metabólica observada em células cancerígenas. No entanto, apesar de ser mais intensamente estudada em condições patológicas, a reprogramação metabólica também ocorre em condições fisiológicas, como o desenvolvimento de organismos multicelulares que são compostos por vários tipos de células com diferentes necessidades metabólicas.

Um desafio enfrentado por esses organismos é a coordenação dos requisitos metabólicos de cada tecido ao nível de todo o organismo. Para realizar esta tarefa, os animais usam uma rede extensa de comunicação entre órgãos que regula as funções dos tecidos e permite que manter a homeostase do organismo. Além disso, alterações no ambiente induzem um ajuste coordenado dos estados metabólicos dos vários órgãos. Embora a comunicação entre órgãos esteja no centro da fisiologia e do comportamento animal, ainda estamos longe de entender os mecanismos moleculares e os factores que a regulam.

Como os animais satisfazem as necessidades metabólicas de diferentes tecidos e, por sua vez, como os programas metabólicos específicos de cada célula modulam a fisiologia animal permanece inexplorado. No nosso laboratório, pretendemos descobrir novos mecanismos que permitam aos organismos integrar programas metabólicos específicos de cada tipo de célula com fatores internos e externos para delinear estratégias específicas ao nível celular que se expandam para o organismo, impactando a fisiologia, com foco na reprodução.

A fertilidade feminina emergiu como um paradigma altamente relevante para estudar a integração da comunicação entre órgãos com o metabolismo celular e os nutrientes da dieta. A oogénese é regulada pela ação coordenada de múltiplos órgãos modulada por fatores secretados, como hormonas, e intrinsecamente ligada ao desenvolvimento animal. É um processo metabolicamente exigente que requer uma dieta equilibrada. Vários fatores demonstraram afetar a fertilidade feminina, incluindo a idade feminina, disponibilidade de nutrientes na dieta e colonização intestinal por microrganismos, mas não se sabe se e como esses fatores afetam os processos metabólicos na linhagem germinativa. Devido à natureza complexa desta rede reguladora que controla a fertilidade feminina, abordar essa questão requer uma abordagem de biologia de sistemas combinada com um modelo versátil, como a Drosophila.

Equipa de Investigação

Áreas de Investigação

• Mecanismos de reprogramação metabólica fisiológica
• Papéis do metabolismo celular no desenvolvimento dos oócitos
• Coordenação da nutrição com as necessidades metabólicas da oogénese
• Comunicação entre órgãos para a coordenação do metabolismo celular com a fisiologia animal

Projetos de Investigação em Curso

2023-2027 ERC Starting: The impact of germline metabolic reprogramming on reproduction and physiology. Coordenação: Zita Carvalho-Santos. Agência Financiadora: Comissão Europeia.

2020-2023 Metabolic reprogramming, dietary nutrients and food cravings in ovary aging. Co-Coordenação: Zita Carvalho-Santos. Agência Financiadora: Global Consortium for Reproductive Longevity and Equality (GCRLE).

Prémios

2022 Prémio "Outstanding Poster" no  FASEB Reproductive Aging Meeting, Las Palmas, USA.

2020 Inaugural scholar do Global Consortium for Reproductive Longevity and Equality (GCRLE) através do Buck Institute for Research on Aging, USA.

2020 Best Recorded Talk no Encontro Anual da Drosophila em Portugal, Virtual. How does cellular metabolic reprogramming control sugar appetite?

Publicações Selecionadas

Li H, Janssens J, De Waegeneer M, Kolluru SS, Davie K, Gardeux V, Saelens W, David F, Brbić M, Leskovec J, McLaughlin CN, Xie Q, Jones RC, Brueckner K, Shim J, Tattikota SG, Schnorrer F, Rust K, Nystul TG, Carvalho-Santos Z, Ribeiro C, Pal S, Przytycka TM, Allen AM, Goodwin SF, Berry CW, Fuller MT, White-Cooper H, Matunis EL, DiNardo S, Galenza A, O’Brien LE, Dow JAT, Jasper H, Oliver B, Perrimon N, Deplancke B, Quake SR, Luo L, Aerts S, FCA Consortium. Fly Cell Atlas: a single-cell transcriptomic atlas of the adult fruit fly. Science. 2022 Mar 4;375(6584):eabk2432.

Carvalho-Santos Z†, Cardoso-Figueiredo R, Elias AP, Tastekin I, Baltazar C, Ribeiro C†. Cellular metabolic reprogramming controls sugar appetite in Drosophila. Nat Metab. 2020 Sep;2(9):958-973.

Henriques SF, Dhakan DB, Serra L, Francisco AP, Carvalho-Santos Z, Baltazar C, Elias AP, Anjos M, Zhang T, Maddocks ODK, Ribeiro C. Metabolic cross-feeding in imbalanced diets allows gut microbes to improve reproduction and alter host behaviour. Nat Commun. 2020 Aug 25;11(1):4236.

Ito D, Zitouni S, Jana SC, Duarte P, Surkont J, Carvalho-Santos Z, Pereira-Leal JB, Ferreira MG, Bettencourt-Dias M. Pericentrin-mediated SAS-6 recruitment promotes centriole assembly. Elife. 2019 Jun 11;8:e41418.

Carvalho-Santos Z, Ribeiro C. Gonadal ecdysone titers are modulated by protein availability but do not impact protein appetite. J Insect Physiol. 2017 Aug 24.

Leitão-Gonçalves R*, Carvalho-Santos Z*, Francisco AP*, Fioreze GT, Anjos M, Baltazar C, Elias AP, Itskov PM, Piper MDW, Ribeiro C. Commensal bacteria and essential amino acids control food choice behavior and reproduction. 2017. PLoS Biol 15(4): e2000862.

Carvalho-Santos Z*†, Pedro Machado P*, Alvarez-Martins I, Gouveia SM, Jana SC, Duarte P, Amado T, Branco P, Freitas MC, Silva ST, Antony C, Bandeiras TM, Bettencourt-Dias M†. BLD10/CEP135 is a microtubule-associated protein that controls the formation of the flagellum central microtubule pair. Dev Cell. 2012 Aug 14;23(2):412-24.

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