Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2009. / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2010-03-29T13:47:46Z No. of bitstreams: 1 2009_GlauciaManoelladeSouzaLima.pdf: 6424079 bytes, checksum: ebb433df2157258c4cb5131712e0b77e (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-05-12T14:10:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_GlauciaManoelladeSouzaLima.pdf: 6424079 bytes, checksum: ebb433df2157258c4cb5131712e0b77e (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-12T14:10:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_GlauciaManoelladeSouzaLima.pdf: 6424079 bytes, checksum: ebb433df2157258c4cb5131712e0b77e (MD5) Previous issue date: 2009 / Bacillus thuringiensis (Bt) é uma bactéria Gram-positiva, entomopatogênica, que se caracteriza pela presença de inclusões cristalinas denominadas de #-endotoxinas ou proteínas Cry. Essas proteínas podem ser altamente tóxicas para insetos suscetíveis, não apresentando atividade para outros organismos. Alguns sistemas de expressão vêm sendo utilizados para expressar proteínas Cry com a finalidade de aumentar a sua toxicidade para diversas ordens de insetos. Os baculovírus são vírus de insetos que têm sido muito utilizados como vetores de expressão de genes heterólogos em células de insetos, devido principalmente à presença de promotores fortes que permitem altos níveis da proteína heteróloga na fase tardia da infecção. Neste trabalho, foram clonados genes cry (cry2Aa e cry11A) isolados das estirpes de Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki S447 e subsp. israelensis S1806, respectivamente, no genoma do baculovírus Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus (AcMNPV), por transposição sítio-específica, gerando os vírus vAcCry2Aa e vAcCry11A. A avaliação da expressão bem como a presença do transcrito foi realizada por RT-PCR. As proteínas heterólogas Cry2Aa e Cry11A foram analisadas em gel SDS-PAGE 12%, revelando a presença de bandas de aproximadamente 65 kDa e 70 kDa, respectivamente. A toxicidade das proteínas heterólogas foi testada para larvas de inseto das ordens Lepidoptera e Diptera. A proteína heteróloga Cry2Aa apresentou uma CL50 1,036 $g/mL para larvas de segundo instar de Anticarsia gemmatalis , enquanto Cry11A mostrou ser bastante tóxica para larvas de segundo instar de Aedes aegypti com CL50 de 53,3 ng/mL. A presença de cristais derivados da proteínas heteróloga Cry2Aa só foi evidenciada nos extratos de lagartas infectadas com os vírus recombinantes. A análise ultraestrutural da proteína heteróloga Cry2Aa purificada a partir dos extratos das larvas de terceiro instar infectadas com o vírus recombinante vAcCry2Aa mostrou a presença de grandes cristais na forma cubóide Neste trabalho foi possível avaliar que o baculovírus é um bom vetor de expressão de proteínas Cry. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Bacillus thuringiensis (Bt) is a Gram positive, entomopathogenic bacteria that produces crystalline inclusions called -endotoxins or Cry proteins. These proteins are highly toxic to susceptible insects, not showing activity against others organisms. Some expression systems have been used to express crystal proteins with the aim to increase their toxicity for several insect orders. Baculoviruses are insect viruses that have been widely used as expression vectors of heterologous proteins in insect cells, mainly due to the presence of strong promoters that allow high levels of expression of the heterologous protein during the late phase of virus infection. In this work, cry genes (cry2Aa and cry11A) from B. thuringiensis subsp. Kursaki S447 and subsp. israelensis S1806, respectively, were introduced into the genome of the baculovirus Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus (AcMNPV), by site-specific transposition, generating the recombinant viruses vAcCry2Aa and vAcCry11A. Transcription of the heterologous genes were confirmed using mRNA from recombinant viruses infectedinsect cells (72 h p.i) by RT-PCR . The heterologous Total extracts from Spodoptera frugiperda infected with the recombinant viruses (vAcCry2Aa and vAcCry11A) were analyzed by SDS-PAGE, which detected the presence of polypeptides around 65 kDa and 70 kDa, respectively. Bioassays, using the heterologous proteins showed that Cry2Aa had toxicity to second instar Anticarsia gemmatalis larvae with a LC50 of 1.03 $g/mL and that Cry11A had toxicity to second instar Aedes aegypti larvae (Cry11A) with a LC50 of 53.3 ng/mL. Cuboid-shaped protein crystals (Cry2Aa) were observed only in vAcCry2Aa S. frugiperda infected-extracts by light and scanning electron microscopy. This work confirms the utility of the baculovirus expression system for the efficient expressionof Cry proteins.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2007. / Submitted by Aline Jacob (alinesjacob@hotmail.com) on 2010-01-06T22:52:25Z No. of bitstreams: 1 2007_RaimundoWagnerdeSouzaAguiar.pdf: 2643123 bytes, checksum: 4bfa3f7a8334f4585e9ea45cd73d4b58 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-01-06T23:23:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_RaimundoWagnerdeSouzaAguiar.pdf: 2643123 bytes, checksum: 4bfa3f7a8334f4585e9ea45cd73d4b58 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-06T23:23:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_RaimundoWagnerdeSouzaAguiar.pdf: 2643123 bytes, checksum: 4bfa3f7a8334f4585e9ea45cd73d4b58 (MD5) Previous issue date: 2007-02-23 / Os genes cry1Ca, cry2Ab e cry10Aa de diferentes estirpes brasileiras de Bacillus thuringiensis foram amplificados por PCR, clonados em um vetor de clonagem e seqüenciados. As análises das seqüências mostraram alta identidade com outros genes cry já descritos. Os genes foram removidos dos vetores de clonagem e introduzidos em um plasmídeo vetor de transferência (pSynXIVVI+X3) para construção de baculovírus recombinantes por recombinação homóloga. Os vírus recombinantes foram purificados por diluição seriada em placa de 96 poços e usados para infectar células de Trichoplusia ni (BTI-Tn5B1-4) e larvas de Spodoptera frugiperda. A análise transcricional dos genes cry2Ab e cry10Aa foi realizada por RT-PCR, a partir de mRNA extraído de células de inseto infectadas (72 h p.i.), para confirmação da presença de um transcrito específico para os genes. Extratos de larvas infectadas (96 h p.i.) com os vírus vSyncry1Ca, vSyncry2Ab e vSyncry10Aa foram usados para purificação dos cristais das proteínas recombinantes por ultracentrifugação. Em SDS-PAGE, os extratos apresentaram polipeptídeos de aproximadamente 65, 65 e 74 kDa, correspondentes, respectivamente, ao tamanho das proteínas Cry1Ca, Cry2Ab e Cry10Aa. Estes mesmos cristais foram analisados por microscopia de luz e eletrônica e mostraram-se na forma de grandes cristais cubóides. A toxicidade dos cristais das proteínas recombinantes foram verificadas para larvas de segundo instar de S. frugiperda e Anticarsia gemmatalis (Cry1Ca, sendo a CL de 114,44 e 19,49 ng/mL, respectivamente), e a proteína 50 Cry2Ab recombinate foi tóxica para larvas de S. Frugiperda (CL de 3,40 g/mL). No 50 entanto, a proteína Cry10Aa recombinante foi altamente tóxica para larvas neonatas de de 7,12 g /mL. Neste trabalho, foi demonstrado que proteínas A. grandis com CL 50 Cry recombinants são similares às proteínas naturais, possuindo alta toxicidade para diferentes insetos-praga, o que confirma a utilidade do sistema de expressão baseado em baculovírus e células de inseto para o estudo de proteínas Cry. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The cry1Ca, cry2Ab and cry10Aa genes from different Brazilian strains of Bacillus thuringiensis were amplified by PCR, cloned into a plasmid cloning vector and sequenced. Sequence analysis showed high identity to previous known cry genes. The genes were removed from the cloning vector and introduced into a transfer vector (pSynXIVVI+X3) for the construction of recombinant baculoviruses by homologous recombination. The recombinant viruses were purified by serial dilution in 96 well plates and used to infect Trichoplusia ni (BTI-Tn5B1-4) insect cells and Spodoptera frugiperda larvae. Transcritptional analysis of the cry2Ab and cry10Aa genes was carried out by RT-PCR, using mRNA extracted from infected insect cells (72 h p.i.), in order to confirm the presence of the gene specific transcript. Recombinant virus (vSyncry1Ca, vSyncry2Ab and vSyncry10Aa) infected insect extracts (96 h p.i.) were used for the purificaton of crystals, made of recombinant proteins, by ultracentrifugation. In SDS-PAGE, the insect extracts showed polypeptides of approximately 65, 65 and 74 kDa, corresponding, respectively to the sizes of the proteins Cry1Ca Cry2Ab e Cry10Aa. These same crystals were analysed by light and electron microscopy and showed the shape of big cuboidal crystals. Furthermore, the crystals preparations were toxic to second instar S. frugiperda and Anticarsia gemmatalis larvae, with a CL of 114,44 and 19,49 ng/mL, respectively (from 50 vSynCry1Ca-infected insect extracts), to second instar S. frugiperda, with a CL de 50 3,40 g/mL (from vSynCry2Ab-infected insect extracts) and neonate A. grandis larvae, of 7,12 g /mL (from vSynCry10Aa-infected insect extracts). This work with a CL 50 showed that recombinant Cry proteíns are similar to their natural couterpart, showing the high toxicity to different insect pests, which demonstrate the utility of the baculovirus expression system for the study of Cry proteins.