Made available in DSpace on 2016-04-27T12:28:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 ohanna_bezerra_ioc_mest_2015.pdf: 4663444 bytes, checksum: 4247a27130a3c1e033f6b0fe1051e5c3 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2015 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A hanseníase é uma doença infecciosa crônica provocada pelo patógeno intracelular obrigatório Mycobacterium leprae. Dado à baixa variabilidade desse bacilo, aliado à variedade de formas clínicas desenvolvidas na hanseníase, sugere-se que o componente genético do hospedeiro é o grande responsável pelo desenvolvimento da doença. Até o momento, polimorfismos de base única (SNPs) em diversos genes foram associados com a predisposição à hanseníase em estudos independentes em diferentes populações. Recentemente, SNPs no gene PKLR foram associados ao risco de desenvolvimento da hanseníase pelo nosso grupo. Na tentativa de melhor investigar o efeito de suscetibilidade desse gene a patógenos intracelulares, o presente estudo avaliou a associação de SNPs adicionais do PKLR com a hanseníase na população Brasileira e com a tuberculose na população de Moçambique. Os parâmetros funcionais relacionados aos marcadores do PKLR também foram avaliados. Inicialmente, foi feita uma seleção de SNPs a partir da busca nos dados do HapMap. Estes SNPs foram genotipados em um estudo de associação seguindo um desenho do tipo caso-controle na população do Rio de Janeiro. Os resultados mostraram uma associação significativa de suscetibilidade a hanseníase para os SNPs rs11264355, rs11264359, rs4620533 e rs4971072 na população do Rio de Janeiro, assim como para o haplótipo rs11264355G/rs11264359G/rs4620533G/rs49710729 Em seguida, os SNPs rs4620533 e rs4971072 foram usados para um segundo estudo de associação do tipo caso-controle em uma população de Moçambique, onde não foi verificada associação com a tuberculose. Paralelamente, foi realizado o sequenciamento do éxon 11 do PKLR em populações com diferentes backgrounds genéticos e o perfil de desequilíbrio de ligação destas populações foi caracterizado. O resultado expandiu a análise de SNPs deste trabalho e contribuiu para definir \201Ctag SNPs\201D ligados aos marcadores de risco. Em seguida, a relação genótipo-fenótipo foi avaliada através da análise de parâmetros sanguíneos e da atividade da enzima piruvato quinase (PK). Os genótipos associados no estudo genético mostraram estar relacionados com o aumento de ferritina em indivíduos sadios. Posteriormente, estes genótipos sugeriram associação com o aumento de haptoglobina em indivíduos sadios e em pacientes. Por fim, não foram observadas alterações nos níveis de atividade da PK em função dos genótipos. Os achados do presente estudo confirmam a associação genética do PKLR com suscetibilidade à hanseníase na população do Rio de Janeiro, assim como sugere a correlação entre os marcadores genéticos e os níveis de ferritina e haptoglobina. O dado genético integrado aos resultados funcionais sugere um potencial efeito biológico que poderia propiciar o risco ao desenvolvimento de doenças por patógenos intracelulares / Leprosy is a chronic infectious disease caused by the obligate intracellu lar pathogen Mycobacterium leprae . Given the low variability of the bacile with the variety of clinical phenotype exhibited in leprosy, it is suggested that the genetic componente of the host is responsable to leprosy development. Until now, single nucleot ide polymorphisms (SNPs) in many genes were associated with leprosy predisposition in independente studies and population. R ecently , SNPs in t he PKLR gene wer e associated with leprosy susceptibility by our group. Aiming to investigate the susceptibility to intracellular pathogens, this study evaluated the association of additional SNPs of the PKLR in a Brazilian population , followed by an case - control study with tuberculosis in a Mozambique population. F unctional parameters correlated to the polymorphic var iants were also evaluated. Initially, using the HapMap population data , we performed a n analysis to search for SNPs which were tested in an case - control association study. Results show ed a significant susceptibility associat ion with leprosy within SNPs rs1 1264355, rs11264 359, rs4620533 and rs4971072 in Rio de Janeiro population . In addition, we demonstrated that the haplotype rs11264355G/rs11264359G/rs4620533G/rs4971072G was significantly associated with leprosy susceptibility in this population. Then SN Ps rs4620533 and rs4971072 were tested in a case - control study with a Mozambique population and no association with TB was verified. In parall el, we sequenced the PKLR exon 11 in order to seek new SNPs in the region and characterize the linkage disequilibrium profile in populations with different genetic backgrounds. This result has expanded the SNPs analysis of this work and contributed to define "tag SNPs" linked to risk markers. Also the genotype - phenotype relationship was assessed by the analysis of blood parameters and p YRI vate kinase (PK) activity. The genotypes were correlated with increased ferritin and haptoglobin levels in healthy indivi duals and they were significantly associated with increased haptoglobin in leprosy patients. Posteriorly, no changes were observed in PK activit y within the genotypes . T his study confirmed the genetic association of PKLR with leprosy susceptibility in Rio de Janeiro population. Thus t h ese findings reinforces the genetic association of PKLR with leprosy in the population of Rio de Janeiro , as well as identified a correlation between the genetic markers and ferritin and haptoglobin level s. F unctional results suggest ed a potential biological effect of the variants that could provide risk to the development of intracellular pathogens . / 2016-06-22

Um tópico importante na análise de seqüências biológicas é a busca de genes, ou seja, a identificação de regiões codificantes de proteínas. Esta identificação permite a posterior procura de significado, descrição ou categorização biológica do organismo analisado. Atualmente, vários métodos combinam reconhecimento de padrões com conhecimento coletado de conjuntos de treinamento ou de comparações com banco de dados genômicos. Entretanto, a acurácia desses métodos está ainda longe do satisfatório. Novos métodos de processamento de seqüências de DNA e de identificação de genes podem ser criados através da busca por conteúdo (search-by-content). O padrão periódico de DNA em regiões codificantes de proteína, denominada periodicidade de três bases, vem sendo considerado uma propriedade dessas regiões. As técnicas de processamento digital de sinais fornecem uma base robusta para a identificação de regiões com periodicidade de três bases. Nesta dissertação, são apresentados um \\pipeline, os conceitos básicos da identificação genômica, e métodos de processamento digital de sinais utilizados para a identificação de regiões codificantes de proteínas. Introduzimos um novo método para a identificação dessas regiões, baseado na transformada proposta, denominada Transformada Modificada de Morlet. Apresentamos vários resultados experimentais obtidos a partir de seqüências de DNA sintéticas e reais. As principais contribuições do trabalho consistem no desenvolvimento de um pipeline para projetos genoma e na criação de um método de identificação de regiões codificantes onde a periodicidade de três bases seja latente. O método apresenta desempenho superior e vantagens importantes em comparação ao método tradicional baseado na transformada de Fourier de tempo reduzido. / An important topic in biological sequences analysis is gene finding, i.e. the identification of protein coding regions. This identification allows the posterior research for meaning, description or biological categorization of the analyzed organism. Currently, several methods combine pattern recognition with knowledge collected from training datasets or from comparison with genomic databases. Nonetheless, the accuracy of these methods is still far from satisfactory. New methods of DNA sequences processing and genes identification can be created through search-by-content such sequences. The periodic pattern of DNA in protein coding regions, called three-base periodicity, has been considered proper of coding regions. Digital signal processing techniques supply a strong basis for regions identification with three-base periodicity. In this work, we present a bioinformatics pipeline, basic concepts of the genomic identification and digital signal processing methods used for protein coding regions identification. We introduce a new method for identification of these regions, based on a newly proposed transform, called Modified Morlet Transform. We present some obtained experimental results from synthetic and real DNA sequences. The main contributions consist of the bioinformatics pipeline development for genoma projects and the creation of a method for protein coding regions identification where the three-base periodicity is latent. The method presents superior performance and important advantages in comparison to traditional method based on the short time Fourier transform.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-02-11T16:33:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_InvestigacaoPolimorfismosExon.pdf: 1535534 bytes, checksum: b86ae2c45bbee081ed98e730a5d77b7f (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-03-31T14:58:32Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_InvestigacaoPolimorfismosExon.pdf: 1535534 bytes, checksum: b86ae2c45bbee081ed98e730a5d77b7f (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-03-31T14:58:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_InvestigacaoPolimorfismosExon.pdf: 1535534 bytes, checksum: b86ae2c45bbee081ed98e730a5d77b7f (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2008 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / UNESCO - Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura / No presente estudo foram investigadas as freqüências das mutações no éxon 1 do gene MBL em um grupo de 128 pacientes com Aids, 116 portadores assintomáticos da infecção pelo HIV-1, 84 mulheres soronegativas profissionais do sexo, com comportamentos de alto risco e 99 indivíduos controles soronegativos, com o objetivo de avaliar a ocorrência de uma possível associação entre os polimorfismos neste gene e a infecção pelo HIV-1. A identificação dos alelos MBL *A, *B, *C e *D foi realizada por meio da reação em cadeia mediada pela polimerase, utilizando sequências de iniciadores específicos e posterior digestão enzimática (RFLP). As análises das frequências alélicas e genotípicas do éxon 1 não mostraram qualquer diferença significativa entre pacientes soropositivos (assintomáticos e Aids) e soronegativos (controle e controle de alto risco) (p>0,05). Não foram observadas associações significativas entre a presença de co-infecções e as variantes alélicas. Entretanto, tuberculose, neurotoxoplasmose, candidíase, neurocriptococose e pneumonia foram as co-infecções com maior prevalência. As associações entre o número de linfócitos TCD4+, a carga viral plasmática e os polimorfismos no éxon 1 do gene MBL nos pacientes com Aids e portadores assintomáticos não foram estatisticamente significante. Desse modo, pode-se sugerir a ausência de associação entre estes polimorfismos e a susceptibilidade à infecção pelo HIV-1, destacando a necessidade de estudos adicionais para determinar se estes polimorfismos apresentam qualquer impacto associado à infecção ou a progressão para a Aids. / The present study investigated the frequency of the mutations in the exon 1 of the MBL gene in a sample of 128 Aids patients, 116 HIV-1 infected asymptomatic individuals, 84 healthy sex worker women with high risk behavior and 99 healthy control individuals, in order to evaluate the occurrence of a possible association between the polymorphisms and HIV-1 infection. The MBL*A, *B, *C and *D alleles identification was performed through a polymerase chain reaction (PCR) followed by restriction endonucleases analyses (RFLP). The analysis of allele and genotype frequencies in the exon 1 of MBL gene did not show any differences between seropositives patients (asymptomatic and Aids individuals) and seronegatives individuals (healthy and high risk controls) (p>0,05). It was not show significant associations between the presences of other related infections and the presence of the alleles variant. However, tuberculosis, toxoplasmosis of the brain, candidosis, meningitis by cryptococcos and pneumonia was the most prevalent co-infections. Associations between the MBL gene polymorphisms and the number of CD4+ T-cells and plasma viral load in the Aids and asymptomatic patients were not statistically significant. Therefore, it has been suggested the absence of association between the polymorphisms and the HIV-1 infection susceptibility, emphasizing the need for further studies to determinate if the present polymorphisms have any impact associated with infection or the progression to Aids.

Um tópico importante na análise de seqüências biológicas é a busca de genes, ou seja, a identificação de regiões codificantes de proteínas. Esta identificação permite a posterior procura de significado, descrição ou categorização biológica do organismo analisado. Atualmente, vários métodos combinam reconhecimento de padrões com conhecimento coletado de conjuntos de treinamento ou de comparações com banco de dados genômicos. Entretanto, a acurácia desses métodos está ainda longe do satisfatório. Novos métodos de processamento de seqüências de DNA e de identificação de genes podem ser criados através da busca por conteúdo (search-by-content). O padrão periódico de DNA em regiões codificantes de proteína, denominada periodicidade de três bases, vem sendo considerado uma propriedade dessas regiões. As técnicas de processamento digital de sinais fornecem uma base robusta para a identificação de regiões com periodicidade de três bases. Nesta dissertação, são apresentados um \\pipeline, os conceitos básicos da identificação genômica, e métodos de processamento digital de sinais utilizados para a identificação de regiões codificantes de proteínas. Introduzimos um novo método para a identificação dessas regiões, baseado na transformada proposta, denominada Transformada Modificada de Morlet. Apresentamos vários resultados experimentais obtidos a partir de seqüências de DNA sintéticas e reais. As principais contribuições do trabalho consistem no desenvolvimento de um pipeline para projetos genoma e na criação de um método de identificação de regiões codificantes onde a periodicidade de três bases seja latente. O método apresenta desempenho superior e vantagens importantes em comparação ao método tradicional baseado na transformada de Fourier de tempo reduzido. / An important topic in biological sequences analysis is gene finding, i.e. the identification of protein coding regions. This identification allows the posterior research for meaning, description or biological categorization of the analyzed organism. Currently, several methods combine pattern recognition with knowledge collected from training datasets or from comparison with genomic databases. Nonetheless, the accuracy of these methods is still far from satisfactory. New methods of DNA sequences processing and genes identification can be created through search-by-content such sequences. The periodic pattern of DNA in protein coding regions, called three-base periodicity, has been considered proper of coding regions. Digital signal processing techniques supply a strong basis for regions identification with three-base periodicity. In this work, we present a bioinformatics pipeline, basic concepts of the genomic identification and digital signal processing methods used for protein coding regions identification. We introduce a new method for identification of these regions, based on a newly proposed transform, called Modified Morlet Transform. We present some obtained experimental results from synthetic and real DNA sequences. The main contributions consist of the bioinformatics pipeline development for genoma projects and the creation of a method for protein coding regions identification where the three-base periodicity is latent. The method presents superior performance and important advantages in comparison to traditional method based on the short time Fourier transform.

INTRODUÇÃO: O carcinoma basocelular (CBC) é o tipo de câncer cutâneo mais comum no ser humano. O aparecimento de CBC na maioria das vezes se dá de forma esporádica em indivíduos que se expõem cronicamente ao sol. Eventualmente pode estar associado a síndromes, como: Bazex-Dupré- Christol, Rombo e Gorlin-Goltz. Diferente do que ocorre nas síndromes, os casos de CBCs múltiplos familiares não sindrômicos(CBCMFNS) são poucos estudados, tendo na literatura somente cinco relatos de famílias com a doença. O fenótipo é de múltiplos CBCs superficiais sem presença de outras anormalidades. Devido os CBCs esporádicos e os CBCs presentes na Síndrome de Gorlin-Goltz apresentarem mutações no gene PTCH1, possivelmente os CBCs múltiplos também estejam associados a alterações neste gene. Este gene esta localizado na região 9q22.3 possuindo 23 éxons, tem um papel importante na formação embrionária e de supressão tumoral. OBJETIVO: Análise genética dos éxons 9,11, 16, 17 e 23 do PTCH1 de oito componentes da mesma família, pertencentes a três diferentes gerações, sendo três portadores de CBCs múltiplos, e dentre estes dois suspeitos de CBCMFNS. MÉTODOS: Extração de DNA dos leucócitos do sangue periférico; PCR; clonagem dos produtos de amplificação (pGEM T Easy Vector) e seqüenciamento (Big Dye Terminator Kit). As mutações e polimorfismos encontrados foram comparados com a literatura e banco de dados de mutação do gene PTCH1 (www.cybergene.se/PATCH). RESULTADOS: Duas novas mutações foram encontradas nos pacientes suspeitos de CBCMFNS: uma frameshift nt4130(del C) e uma missense nt4261(A->G). Nos familiares foram encontradas cinco novas mutações: Em um primeiro indivíduo uma missense nt1420(G->T); em um segundo a mesma missense nt1420(G->T) e mais uma missense nt2873(C->T); em um terceiro duas frameshift nt1443 (ins T) e nt1468 (ins T), em dois outros indivíduos, irmãos, uma outra mutação missense nt4130(C->T). Foram encontradas ainda dezoito mutações, não descritas anteriormente, nos íntrons 10,15,16 e 17, algumas se repetindo em todos os indivíduos analisados. CONCLUSÃO: Pela primeira vez estão sendo descritas mutações em éxons e íntrons do gene PTCH1 em indivíduos portadores de CBCMFNS e em alguns de seus familiares. / INTRODUCTION: Basal cell carcinomas (BCC) are the most usual skin cancer that affects human beings. Sporadic BCCs are prevalent, often arising in people chronically exposed to UV radiation from the sun. Eventually BCCs may be associated to different syndroms like Bazex-Dupré-Christol, Rambo and Gorlin. Contrarily to syndromic BCCs, the cases of multiple familiar nonsydromic BCCs(MFNSBCC) have only few studies found in the literature. Only five families have been described to date with the disease. Since sporadic and Gorlin BCCs are associated to many mutations in the PTCH1 gene, we hypothesized that the multiple BCCs phenotype is also associated with mutations in this same gene. The PTCH1 tumor suppressor gene is located in the 9q22.3 chromosomal region, contains 23 exons, and has an important role in embryogenesis. OBJETIVE: To perform genetic analysis of PTCH1 exons 9, 11, 16, 17 e 23. METHODS: Eight individuals belonging to different generations from the same family were studied. Three of them bore multiple BCCs, and two of those were suspect to have MFNSBCC. DNA was extracted from blood leukocytes, submitted to PCR, and the PCR products were cloned (pGEM T Easy Vector, Promega) and sequenced (Big Dye Terminator Kit; ABI Prism 3100 sequencer; Applied Biosystems). The polymorphisms and mutations found were analyzed and compared to literature and PTCH1database (www.cybergene.se/PTCH/). RESULTS: In the patients suspect of MFNSBCC were found two new mutation: one frameshift nt4130(del C) and one missense nt4261(A->G). In the relatives were found five new mutation: Three missense nt1420(G->T); nt2873(C->T); nt4130(C->T); and two frameshift nt1443 (ins T) and nt1468 (ins T). In the introns 10,15,16 and 17 were found eighteen new mutations that were not previously reported. CONCLUSION: For the first time mutation in exons and introns of PTCH1 gene have been described in patients bore MFNSBCC and some of their relatives.

INTRODUÇÃO: O carcinoma basocelular (CBC) é o tipo de câncer cutâneo mais comum no ser humano. O aparecimento de CBC na maioria das vezes se dá de forma esporádica em indivíduos que se expõem cronicamente ao sol. Eventualmente pode estar associado a síndromes, como: Bazex-Dupré- Christol, Rombo e Gorlin-Goltz. Diferente do que ocorre nas síndromes, os casos de CBCs múltiplos familiares não sindrômicos(CBCMFNS) são poucos estudados, tendo na literatura somente cinco relatos de famílias com a doença. O fenótipo é de múltiplos CBCs superficiais sem presença de outras anormalidades. Devido os CBCs esporádicos e os CBCs presentes na Síndrome de Gorlin-Goltz apresentarem mutações no gene PTCH1, possivelmente os CBCs múltiplos também estejam associados a alterações neste gene. Este gene esta localizado na região 9q22.3 possuindo 23 éxons, tem um papel importante na formação embrionária e de supressão tumoral. OBJETIVO: Análise genética dos éxons 9,11, 16, 17 e 23 do PTCH1 de oito componentes da mesma família, pertencentes a três diferentes gerações, sendo três portadores de CBCs múltiplos, e dentre estes dois suspeitos de CBCMFNS. MÉTODOS: Extração de DNA dos leucócitos do sangue periférico; PCR; clonagem dos produtos de amplificação (pGEM T Easy Vector) e seqüenciamento (Big Dye Terminator Kit). As mutações e polimorfismos encontrados foram comparados com a literatura e banco de dados de mutação do gene PTCH1 (www.cybergene.se/PATCH). RESULTADOS: Duas novas mutações foram encontradas nos pacientes suspeitos de CBCMFNS: uma frameshift nt4130(del C) e uma missense nt4261(A->G). Nos familiares foram encontradas cinco novas mutações: Em um primeiro indivíduo uma missense nt1420(G->T); em um segundo a mesma missense nt1420(G->T) e mais uma missense nt2873(C->T); em um terceiro duas frameshift nt1443 (ins T) e nt1468 (ins T), em dois outros indivíduos, irmãos, uma outra mutação missense nt4130(C->T). Foram encontradas ainda dezoito mutações, não descritas anteriormente, nos íntrons 10,15,16 e 17, algumas se repetindo em todos os indivíduos analisados. CONCLUSÃO: Pela primeira vez estão sendo descritas mutações em éxons e íntrons do gene PTCH1 em indivíduos portadores de CBCMFNS e em alguns de seus familiares. / INTRODUCTION: Basal cell carcinomas (BCC) are the most usual skin cancer that affects human beings. Sporadic BCCs are prevalent, often arising in people chronically exposed to UV radiation from the sun. Eventually BCCs may be associated to different syndroms like Bazex-Dupré-Christol, Rambo and Gorlin. Contrarily to syndromic BCCs, the cases of multiple familiar nonsydromic BCCs(MFNSBCC) have only few studies found in the literature. Only five families have been described to date with the disease. Since sporadic and Gorlin BCCs are associated to many mutations in the PTCH1 gene, we hypothesized that the multiple BCCs phenotype is also associated with mutations in this same gene. The PTCH1 tumor suppressor gene is located in the 9q22.3 chromosomal region, contains 23 exons, and has an important role in embryogenesis. OBJETIVE: To perform genetic analysis of PTCH1 exons 9, 11, 16, 17 e 23. METHODS: Eight individuals belonging to different generations from the same family were studied. Three of them bore multiple BCCs, and two of those were suspect to have MFNSBCC. DNA was extracted from blood leukocytes, submitted to PCR, and the PCR products were cloned (pGEM T Easy Vector, Promega) and sequenced (Big Dye Terminator Kit; ABI Prism 3100 sequencer; Applied Biosystems). The polymorphisms and mutations found were analyzed and compared to literature and PTCH1database (www.cybergene.se/PTCH/). RESULTS: In the patients suspect of MFNSBCC were found two new mutation: one frameshift nt4130(del C) and one missense nt4261(A->G). In the relatives were found five new mutation: Three missense nt1420(G->T); nt2873(C->T); nt4130(C->T); and two frameshift nt1443 (ins T) and nt1468 (ins T). In the introns 10,15,16 and 17 were found eighteen new mutations that were not previously reported. CONCLUSION: For the first time mutation in exons and introns of PTCH1 gene have been described in patients bore MFNSBCC and some of their relatives.