Made available in DSpace on 2016-08-10T10:39:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliana Ferreira da Silva.pdf: 5635718 bytes, checksum: 5707d89156f65ac20bbeb6b866c26b92 (MD5) Previous issue date: 2016-03-15 / The radiological accident in Goiania in 1987, resulted in a serious episode of human contamination, animal, plant and environmental were exposed to cesium-137 chloride (137CsCl) that caused contamination and accidental and occupational exposure to ionizing radiation. Ionizing radiation is one of the environmental components that causes most cellular stress in complex organisms. Exposure to ionizing radiation induces breaks in nucleic acids, especially, DNA double and single strand breaks. Chromosomal microarray analysis is an important tool for the detection and microdeletion and microduplications in the genomes. In this study we proposed to analyze the effect of exposure to RI on the formation of CNVs in an exposed human population occupationally to ionizing radiation from Cesium-137 during the accident in Goiania. The exposed group consisted of 07 families, of which at least one parent was occupationally exposed to ionizing radiation from Cesium-137, including a total of 25 individuals, do not know the absorbed dose of the military who were occupationally exposed to ionizing radiation. 11 families with a group of individuals not exposed to IR was used as control were used including a total of 33 individuals with no history of exposure to RI. The genotyping microarray was conducted in CytoScan HD system (Affymetrix®) without then analyzes was performed in ChAS® software. The statistical tests used were: Shapiro-Wilk, Mann- Whitney U, Spearman correlation, discriminant function analysis, binomial test, &#967;2 test. All analyzes were performed using the statistical package SPSS 21.0, with a significance level of 5% (p <0.05). The frequency of CNVs were estimated loss - generation, gain - generation and burden - generation, representing 3,9x10-5, 6,8x10- 6 and 4,6x10-5 respectively for the exposed group. For the control group, the frequencies were 2,1x10-5, 5,9x10-6 and 3,1x10-5 respectively. Thus, the frequency of CNVs showed statistically significant differences between exposed and control groups using the Mann-Whitney U test. Thus, our data showed that CNVs are induced by IR exposure in a human population, while the losses were more frequent the gains in the exposed group. In addition, progeny from a population occupationally exposed to IR ~ 1.15x showed CNV more new than healthy controls. Therefore, with the present study was possible to validate the use of a high resolution method to describe a mutagenic exposure by IR signature, thus legitimized the use of CNVs as a useful biomarker to assess germline mutation military occupationally exposed to RI. In addition to validating the use of this marker, the study also pioneered research germline mutation in humans exposed to RI. / O acidente radiológico de Goiânia em 1987, resultou em um grave episódio de contaminação humana, animal, vegetal e ambiental foram expostos ao cloreto de césio-137 (137CsCl), que ocasionou contaminação e exposição acidental e ocupacional à radiação ionizante. A radiação ionizante é um dos componentes ambientais que mais causam estresse celular em organismos complexos, pois a exposição celular à radiação ionizante induz nos ácidos nucléicos, principalmente no DNA, quebras de fita dupla, quebra de fita simples, danos às bases e às ligações cruzadas com as proteínas. A análise cromossômica em microarranjo é uma ferramenta importante para a detecção de microdeleções e microduplicações de um amplo espectro do genoma. No presente estudo, propomos analisar o efeito da exposição àRI sobre a formação de CNVs em uma população humana exposta ocupacionalmente à radiação ionizante de Césio-137 durante o acidente em Goiânia. O grupo exposto foi constituído por 07 famílias, dos quais pelo menos um dos progenitores foi exposto ocupacionalmente à radiação ionizante de Césio-137, incluindo um total de 25 indivíduos. Foi utilizado um grupo com 11 famílias de indivíduos não expostos à RI foram usadas como controle, incluindo um total de 33 indivíduos sem histórico de exposição à RI. A genotipagem em microarranjo foi conduzida no sistema CytoScan HD (Affymetrix®), sem seguida as análises foi realizadas no software ChAS®. Os testes estatísticos utilizados foram: Shapiro-Wilk, Mann-Whitney U, correlação de Spearman, análise da função discriminante, teste binomial, teste &#967;2. Todas as análises foram realizadas utilizando o pacote estatístico SPSS® 21.0, com nível de significância de 5% (p<0,05).As frequências de CNVs foram estimadas por perdas-geração, ganho-geração e burden-geração, representando 3,9x10-5, 6,8x10-6, e 4,6x10-5, respectivamente, para o grupo exposto. Para o grupo controle, as frequências foram 2,1x10-5, 5,9x10-6 e 3,1x10-5, respectivamente. Assim, as frequências de CNVs mostraram diferenças estatisticamente significativas entre os grupos expostos e controle pelo teste de Mann-Whitney U. Sendo assim, nossos dados mostraram que CNVs são induzidas por exposição de RI em uma população humana, enquanto as perdas foram mais frequentes do que os ganhos dentro do grupo exposto. Além disso, a progênie de uma população ocupacionalmente expostas à RI mostrou ~ 1.15x mais CNVs de novo que os controles. Portanto, com o presente estudo foi possível validar o uso de uma metodologia de alta resolução para descrever uma assinatura de exposição mutagênica por RI, legitimando assim, o uso de CNVs como biomarcador útil para avaliar mutação germinativa de militares expostos ocupacionalmente a RI.Além de validar o uso deste marcador, o estudo também foi pioneiro na investigação de mutação germinativa em humanos expostos à RI.

Submitted by admin tede (tede@pucgoias.edu.br) on 2017-06-13T13:15:16Z No. of bitstreams: 1 GUSTAVO RIOS NASCIMENTO.pdf: 3972258 bytes, checksum: 806713326de332a9bcd5c56e7792003b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-13T13:15:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GUSTAVO RIOS NASCIMENTO.pdf: 3972258 bytes, checksum: 806713326de332a9bcd5c56e7792003b (MD5) Previous issue date: 2017-03-07 / Autism spectrum disorder (ASD) is characterized by social impairments, speech delay, and disruption of developmental imagination. These characteristics are observed mainly at 3 years of age, resulting in developmental impairment in relation to the expected expectation for age. Although the causes of ASD and the justifications for influences of external and environmental factors have not yet been established, the best evidence suggests that regressive behavior is genetically determined. The aim of this study was investigate CNVs (gain and loss), by CMA technique (Chromosomal Microarray Analysis), in patients with clinical indication for ASD. In order to screen the clinical suspicion, 8 subjects were interviewed (CARS, Autism Diagnostic Interview, Revised - Interview Of Diagnosis of Autism Revised). Then, they were submitted to genetic tests: G-banding karyotype, fragile X research with Amplidex Kit and CMA. The results revealed that of 8 individuals interviewed via CARS, 6 presented high score values. Regarding ADIR, 7 subjects presented comprehension in at least 3 of the 4 areas of behavior evaluated. The screening test for X-fragile revealed only 2 individuals with alterations so the CMA was done for six individuals. The CMA approach showed a predominance of CNVs in chromosomes X, 14, 15, and 22. Among all CNVs observed in this study, we observed a predominance of CNVs of gains in relation to CNVs of losses and the genes that stood out were ST6GAL2, NUP155, WDR70, CHRNA7, TPPP, ZNF630, SSX6, and SPACA5. With this, we observed that there is a diversity of genes and CNVs related to individuals with ASD and that although there is no established gene pattern it is possible to find gene regions that repeat themselves favoring the phenotype. / O transtorno do espectro autista (TEA) é definido por atraso da capacidade de interação social, de desenvolvimento da fala e do uso da imaginação. Estas características são observadas principalmente a partir 3 anos de idade, resultando no comprometimento do desenvolvimento em relação a expectativa esperada para idade. Embora ainda não se tenha estabelecido as causas do TEA e as justificativas para influências de fatores externos, a melhor evidência sugere que o comportamento regressivo seja determinado geneticamente. Este trabalho tem como objetivo investigar CNVs (do inglês, Copy Number Variation – Variação do Número de Cópias) de ganho e de perda, pela técnica CMA (do inglês, Chromosomal Microarray Analysis – Análise Cromossômica em Microarranjos), em pacientes com indicação clínica para TEA. Com finalidade de triar a suspeita clínica, 8 indivíduos foram submetidos a entrevista (CARS do inglês, Childhood Autism Rating Scale – Escala de Classificação de Autismo na infância/ ADIR do inglês, Autism Diagnostic Interview, Revised – Entrevista de Diagnóstico de Autismo Revisado). Em seguida, foram submetidos a testes genéticos: Cariótipo com bandeamento G, pesquisa de X-frágil por Amplidex modificado e CMA. Os resultados revelaram que de 8 indivíduos entrevistados via CARS, 6 apresentaram valores de score elevados. Quanto ao ADIR, 7 indivíduos apresentaram comprometimento em pelo menos 3 das 4 áreas do comportamento avaliadas. Em relação aos testes genéticos que antecederam ao CMA, apenas 2 indivíduos apresentaram alterações e ambos no teste de triagem para X-frágil. Nos seis indivíduos avaliados para CMA observamos predomínio de CNVs envolvendo os cromossomos X, 14, 15 e 22. Dentre todas as CNVs observadas neste estudo observamos predomínio de CNVs de ganhos em relação às CNVs de perdas e os genes que se destacaram foram: ST6GAL2, NUP155, WDR70, CHRNA7, TPPP, ZNF630, SSX6 e SPACA5. Com isso, concluímos que existe diversidade de genes e de CNVs relacionados a indivíduos com TEA e que apesar de não haver um padrão gênico estabelecido é possível encontrar regiões gênicas que se repetem favorecendo o fenótipo.

Copy number variation (CNV) is an important polymorphism that is associated with a wide range of traits in human, wild and livestock species. In chicken, an important source of animal protein and a developmental model organism, CNV is associated with several phenotypes and evolutionary footprints. However, identification and characterization of CNV inheritance on chicken genome lacks further investigation. We screened CNVs in chicken using two distinct populations with known pedigree. In 826 broilers we identified 25,819 CNVs (4,299 deletions and 21,520 duplications) of which 21,077 were inherited, 201 showed no inheritance and 4,541 were classified as de novo CNVs. In 514 F2 animals (layer and broiler cross) we identified 21,796 CNVs (2,254 deletions and 19,543 duplications) of which 18,230 were inherited, 587 not inherited and 2,979 were classified as de novo CNVs. After a strict filtering step to remove potential false positives and negative CNVs, only 220 (4.84%) and 430 (14.43%) de novo CNVs remained in the broiler and F2 populations, respectively. A total of 33.11% (50 out of 151) of the inherited CNVs identified in ten animals were validated by sequencing data. From the validated CNVs, 64% had more than 80% of their size (bp) validated. A total of 59% and 48.8% were classified as novel CNVs regions (CNVRs) in the broiler and F2, respectively. Considering the Bonferroni-corrected p-values for multiple testing and statistically significant p-values &le; 0.01, we found two CNV segments significantly associated with breast weight, one with breast weight yield, six with breast meat weight, 18 CNV segments with breast meat yield, four with breast filet weight and two with breast yield. These CNV segments that were significantly associated overlapped with 181 protein-coding genes. The CNVseg 300, that was associated with all traits and encompass six CNVRs, overlapped a total of 26 protein-coding genes. Among these genes, the gene MYL1 (Myosin Light Chain 1) is expressed in the fast skeletal muscle fibers, and the genes MLPH (Melanophilin), PRLH (Prolactin Releasing Hormone) and RAB17 (Member RAS Oncogene Family), that were associated with the lavender phenotype (feather blue-grey color) and regulation of homeothermy and the metabolism. The present study improves our knowledge about CNV in the chicken genome and provides insight in the distribution and of different classes of CNVs, i.e. inherited and de novo CNVs, in two experimental chicken populations. In addition, the genome-wide association analyses were the first performed on broiler population with breast muscle traits, that are important characteristics for poultry production. The GWAS results allow us to understand the probably relationship between some genes and CNVRs that are significantly associated with breast muscle traits. / A variação de número de cópias (CNV) é um polimorfismo importante que está associado a uma ampla gama de características em seres humanos, espécies selvagens e domésticas. Em frango, que é uma importante fonte de proteína e considerado um modelo biológico, CNVs foram associados a vários fenótipos e passos evolutivos. No entanto, nenhum estudo foi realizado para a identificação e caracterização da herança da CNV no genoma da galinha. Identificamos as CNVs no genoma da galinha usando duas populações experimentais e com pedigree conhecido: uma população de frangos de corte e uma F2. Em 826 frangos de corte, identificamos 25.819 CNVs (4.299 deleções e 21.520 duplicações), dos quais 21.077 foram herdados, 201 não foram herdados e 4.541 foram CNVs denominados de novo. Em 514 animais F2, identificamos 21.796 CNVs (2.254 deleções e 19.543 duplicações) das quais 18.230 foram herdadas, 587 não foram herdadas e 2.979 foram de novo CNVs. Após a etapa de filtragem nos de novo CNVs, apenas 220 (4,84%) e 430 (14,43%) permaneceram nas populações de frango de corte e F2, respectivamente. Um total de 33,11% (50 de 151) das CNV identificadas por dados de genotipagem em dez animais foram validados por dados de sequenciamento. Dos validados, 64% tinham mais de 80% do tamanho (pb) validados. Um total de 59% e 48,8% foram classificados como novas regiões de CNVs (CNVRs) nas populações de frango de corte e F2, respectivamente. Considerando os p-values corrigidos por Bonferroni para testes múltiplos e estatisticamente significativos (&le; 0,01), encontramos dois segmentos de CNV significativamente associados ao peso do peito, um ao rendimento de peso de peito, seis ao peso de carne de peito, 18 ao rendimento de carne de peito, quatro ao peso de filé de peito e dois ao rendimento do filé de peito. Esses segmentos de CNV significativamente associados estão sobrepostos com 181 genes codificadores de proteínas. O CNVseg 300, que foi associado a todas as características e abrange seis CNVRs, foram sobrepostos a um total de 26 genes codificadores de proteínas. Entre estes genes, o gene MYL1 (Myosin Light Chain 1) é expresso nas fibras rápidas do músculo esquelético, e os genes MLPH (Melanophilin), PRLH (Prolactin Releasing Hormone) e RAB17 (Member RAS Oncogene Family), que foram anteiromente associados ao fenótipo de cor azul acinzentado de penas e à regulação da homeotermia e do metabolismo. O presente estudo melhora o conhecimento sobre CNVs no genoma de frango, especialmente sobre a distribuição de CNV herdadas, não herdadas e de novo, em duas populações experimentais de frango. Além disso, a associação genômica foi a primeira realizada na população de frangos de corte com características do músculo do peito, que são muito importantes para a avicultura. Os resultados do GWAS nos permitem compreender a provável relação entre alguns genes e CNVRs que foram significativamente associados às características do músculo do peito.

Copy number variation (CNV) is an important polymorphism that is associated with a wide range of traits in human, wild and livestock species. In chicken, an important source of animal protein and a developmental model organism, CNV is associated with several phenotypes and evolutionary footprints. However, identification and characterization of CNV inheritance on chicken genome lacks further investigation. We screened CNVs in chicken using two distinct populations with known pedigree. In 826 broilers we identified 25,819 CNVs (4,299 deletions and 21,520 duplications) of which 21,077 were inherited, 201 showed no inheritance and 4,541 were classified as de novo CNVs. In 514 F2 animals (layer and broiler cross) we identified 21,796 CNVs (2,254 deletions and 19,543 duplications) of which 18,230 were inherited, 587 not inherited and 2,979 were classified as de novo CNVs. After a strict filtering step to remove potential false positives and negative CNVs, only 220 (4.84%) and 430 (14.43%) de novo CNVs remained in the broiler and F2 populations, respectively. A total of 33.11% (50 out of 151) of the inherited CNVs identified in ten animals were validated by sequencing data. From the validated CNVs, 64% had more than 80% of their size (bp) validated. A total of 59% and 48.8% were classified as novel CNVs regions (CNVRs) in the broiler and F2, respectively. Considering the Bonferroni-corrected p-values for multiple testing and statistically significant p-values &le; 0.01, we found two CNV segments significantly associated with breast weight, one with breast weight yield, six with breast meat weight, 18 CNV segments with breast meat yield, four with breast filet weight and two with breast yield. These CNV segments that were significantly associated overlapped with 181 protein-coding genes. The CNVseg 300, that was associated with all traits and encompass six CNVRs, overlapped a total of 26 protein-coding genes. Among these genes, the gene MYL1 (Myosin Light Chain 1) is expressed in the fast skeletal muscle fibers, and the genes MLPH (Melanophilin), PRLH (Prolactin Releasing Hormone) and RAB17 (Member RAS Oncogene Family), that were associated with the lavender phenotype (feather blue-grey color) and regulation of homeothermy and the metabolism. The present study improves our knowledge about CNV in the chicken genome and provides insight in the distribution and of different classes of CNVs, i.e. inherited and de novo CNVs, in two experimental chicken populations. In addition, the genome-wide association analyses were the first performed on broiler population with breast muscle traits, that are important characteristics for poultry production. The GWAS results allow us to understand the probably relationship between some genes and CNVRs that are significantly associated with breast muscle traits. / A variação de número de cópias (CNV) é um polimorfismo importante que está associado a uma ampla gama de características em seres humanos, espécies selvagens e domésticas. Em frango, que é uma importante fonte de proteína e considerado um modelo biológico, CNVs foram associados a vários fenótipos e passos evolutivos. No entanto, nenhum estudo foi realizado para a identificação e caracterização da herança da CNV no genoma da galinha. Identificamos as CNVs no genoma da galinha usando duas populações experimentais e com pedigree conhecido: uma população de frangos de corte e uma F2. Em 826 frangos de corte, identificamos 25.819 CNVs (4.299 deleções e 21.520 duplicações), dos quais 21.077 foram herdados, 201 não foram herdados e 4.541 foram CNVs denominados de novo. Em 514 animais F2, identificamos 21.796 CNVs (2.254 deleções e 19.543 duplicações) das quais 18.230 foram herdadas, 587 não foram herdadas e 2.979 foram de novo CNVs. Após a etapa de filtragem nos de novo CNVs, apenas 220 (4,84%) e 430 (14,43%) permaneceram nas populações de frango de corte e F2, respectivamente. Um total de 33,11% (50 de 151) das CNV identificadas por dados de genotipagem em dez animais foram validados por dados de sequenciamento. Dos validados, 64% tinham mais de 80% do tamanho (pb) validados. Um total de 59% e 48,8% foram classificados como novas regiões de CNVs (CNVRs) nas populações de frango de corte e F2, respectivamente. Considerando os p-values corrigidos por Bonferroni para testes múltiplos e estatisticamente significativos (&le; 0,01), encontramos dois segmentos de CNV significativamente associados ao peso do peito, um ao rendimento de peso de peito, seis ao peso de carne de peito, 18 ao rendimento de carne de peito, quatro ao peso de filé de peito e dois ao rendimento do filé de peito. Esses segmentos de CNV significativamente associados estão sobrepostos com 181 genes codificadores de proteínas. O CNVseg 300, que foi associado a todas as características e abrange seis CNVRs, foram sobrepostos a um total de 26 genes codificadores de proteínas. Entre estes genes, o gene MYL1 (Myosin Light Chain 1) é expresso nas fibras rápidas do músculo esquelético, e os genes MLPH (Melanophilin), PRLH (Prolactin Releasing Hormone) e RAB17 (Member RAS Oncogene Family), que foram anteiromente associados ao fenótipo de cor azul acinzentado de penas e à regulação da homeotermia e do metabolismo. O presente estudo melhora o conhecimento sobre CNVs no genoma de frango, especialmente sobre a distribuição de CNV herdadas, não herdadas e de novo, em duas populações experimentais de frango. Além disso, a associação genômica foi a primeira realizada na população de frangos de corte com características do músculo do peito, que são muito importantes para a avicultura. Os resultados do GWAS nos permitem compreender a provável relação entre alguns genes e CNVRs que foram significativamente associados às características do músculo do peito.

La déficience intellectuelle (DI) est une affection fréquente à causes multiples et souvent inconnues. Durant les 30 dernières années, l’examen utilisé pour l’exploration des anomalies chromosomiques chez des patients libanais présentant une DI était le caryotype standard. Le but de ce projet de thèse était d'appliquer pour la 1ère fois au Liban les technologies d'hybridation sur puces à ADN dans la recherche de nouveaux microremaniements (CNV) impliquant des gènes susceptibles d'engendrer une DI.Ainsi, les ADNs de 99 contrôles et de 185 patients libanais présentant une DI inexpliquée ont été hybridés sur des puces à ADN. Nous avons, par la suite, classé les CNVs identifiés en groupes selon leur transmission, leur contenu en gènes et leur localisation.Nous avons identifié 29 CNVs pathogènes associés à des syndromes ou gènes morbides responsables du phénotype recherché et 90 variants de signification inconnue dont 25 ont été investigués. On a retrouvé 18 de ces derniers comme probablement bénins, 5 comme probablement pathogènes, et 2 à investiguer puisqu'ils sont rapportés comme pathogènes dans la littérature mais hérités d’un parent sain dans l’étude. Nous avons élaboré 4 cas des CNVs pathogènes, 3 des CNVs probablement pathogènes qui sont des microdélétions à l'état homozygote chez des sujets issus de mariages consanguins; et les 2 CNVs à investiguer.Finalement, nous avons discuté les avantages de cette technique permettant l'identification chez 8% des patients ayant une DI inexpliquée, des microremaniements non identifiables par caryotype standard. Cependant nous avons aussi souligné la complexité, les limites et certaines incertitudes d’interprétation des résultats. / Chromosomal imbalances are the most frequent cause of intellectual disability (ID). In Lebanon, during the past 30 years, screening of these imbalances was done using standard karyotyping. However, the resolution of this test was insufficient to detect submicroscopic chromosomal imbalances (CNV). The aim of this thesis was to apply, for the first time in Lebanon, advanced techniques like the chromosomal microarray analysis (CMA), capable of detecting CNVs. Therefore, we screened the DNAs of 185 Lebanese subjects having unexplained ID and those of 99 healthy controls.CNVs identified were classified into groups upon their inheritance status, gene/microRNA content, and their localization.We identified 29 pathogenic CNVs associated to known syndromes or to morbid genes responsible for the patient's phenotype. We also found 90 variants of unknown significance of which 25 were investigated. 18 of the latter were likely benign, 5 were considered as probably pathogenic, and 2 needed future investigations to be classified, as they were considered as pathogenic in the literature but were inherited from a normal parent in this study.We discussed interesting cases by developing 4 pathogenic CNVs, 3 probably pathogenic that were homozygous microdeletions found in patients issued from consanguineous parents, and the 2 CNVs that required further investigations.Finally, we discussed the advantage of this CMA technique that lead to the identification of microimbalances unseen by a standard karyotype in 8% (14/174) of the patients with unexplained ID. Moreover, we mentioned the complexity, limitation and difficulty of interpretation of some results.

O advento das tecnologias de sequenciamento de DNA e sua revolução na ciência tem gerado uma quantidade imensa e sem precedentes de informações moleculares. Assim, estudos atuais em diversas áreas objetivam principalmente analisar a associação entre centenas a milhões de variantes genéticas e fenótipos de interesse. Dentre essas variações moleculares, destaque tem sido dado aos SNPs (polimorfismos de nucleotídeo único) e CNVs (variações no número de cópias), os quais têm sido implicados na variabilidade e manifestação de diversos fenótipos, incluindo os relacionados à atividade fisica e desempenho esportivo. No Brasil, algumas iniciativas têm trazido luz à contribuição genética nessas características, como o Projeto Atletas do Futuro e o Projeto Corações de Baependi. Considerando a alta miscigenação que caracteriza a população brasileira, a qual traz grandes desafios, e levando em conta que este último estudo é pioneiro em considerar a estrutura familiar com uma riqueza de informações moleculares e fenotípicas única, nosso objetivo neste trabalho é, fazendo uso desses dados, investigar o papel de variantes genéticas, em particular SNPs e CNVs, na manifestação de comportamentos sedentários e no engajar em atividade física leve, moderada e intensa, verificando a possível existência de heterogeneidades relativamente ao sexo dos indivíduos. As informações referentes a SNPs e CNVs são provenientes do Affymetrix Genome-Wide Human SNP Array 6.0 que, após processamento e limpeza, consiste de um número final de cerca de 843.039 SNPs e 8.974 CNVs. Dados fenotípicos de atividade física e sedentarismo para 760 indivíduos foram derivados do questionário IPAQ-SF e ajustados por uma medida de gasto energético de equivalentes metabólicos de tarefa (METs). A análise descritiva dessas variáveis mostrou uma prevalência de atividade física de 55,3%, sendo maior para homens que para mulheres. Além disso, utilizando os modelos lineares mistos poligênicos e a abordagem de componentes de variância, estimamos a herdabilidade (h2) desses fenótipos obtendo valores de 0,21, 0,11, 0,22 e 0,28 para atividade física total, leve, moderada-vigorosa e sedentarismo, respectivamente. Foi identificado heterogeneidade em relação ao sexo, em geral com h2 de homens sendo maiores que a de mulheres. O mapeamento gênico (GWAS) de SNPs e CNVs identificou potenciais picos de associação sob a correção de Bonferroni e sob um critério mais flexível, especialmente nos cromossomos 3, 5 e 6. Essas variantes carecem ainda de informação quanto às suas funções biológicas, as quais podem ser melhor compreendidas através de procedimentos de anotação usando bases de dados como o SCAN. / The onset of DNA sequencing technologies and its revolution in Science generates an unprecedent and large amount of molecular information. Thus, the current studies in multiple areas aim to evaluate the association between hundreds to thousands of genetic variants and phenotypes of interest. Among these variants, the ones that have received most of the focus are Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) and Copy Number Variations (CNVs), which have been implicated in the variability and manifestation of multiple phenotypes, including the ones related to physical activity and sports performance. In Brazil, some initiatives have brought light to the genetic contribution in these features, such as the project Atletas do Futuro and the project Corações de Baependi. The later is a pioneer study that considers the pedigree structure of a highly admixed population with a unique and rich amount of molecular and phenotypic information. Thus, our role is to investigate the role of genetic variants, in particular SNPs and CNVs, in the manifestation of sedentary behaviour and practice of light, moderate and vigorous physical activity, checking for the existence of heterogeneity related to sex. SNP and CNV information was acquired through the Affymetrics TM 6.0 SNP Array, processed and cleaned, leading to a final number of 843,039 SNPs. and 8,794 CNVs. Sedentarism and physical activity data of 760 individuals were gathered through the IPAQ-SF and adjusted by a measure of metabolic energy cost named metabolic equivalent tasks (METs). The descriptive analysis showed a total physical activity prevalence of 55.3% and mens one was higher than womens. In addition, using linear mixed polygenic model and the variance components approach, we estimated the heritability of these phenotypes obtaining the values 0.21, 0.11, 0.22 e 0.28 for total, weak, moderate-vigorous physical activities and sedentary behaviour, respectively. There was sex-related heterogeneity in the h2, with men having higher estimates than women for most of the evaluated phenotypes. In addition, GWAS of SNPs and CNVs showed several potential candidate markers, especially after using a more flexible significance criteria. These markers were present mainly in chromosomes 3, 5 and 6, and their possible biological functions remain to be clarified through annotation procedures, using databases such as SCAN.

It has been well established that copy number variation contributes substantially to genetic variation within human populations. However, the extent to which de novo and inherited copy number variants (CNVs) underlie human disease is not well known. In this thesis, I investigate the role of de novo and inherited CNVs in a wide range of developmental abnormalities. First, I compare disease associated and apparently benign CNVs for structural differences, with the aim of identifying distinguishing features of disease causing CNVs. I identified significant enrichments of protein-coding genes, protein-coding genes associated with disease in OMIM and miRNAs amongst disease associated disease. Conversely, inherited CNVs observed in healthy individuals show depletions of these features. Following this, I employ functional enrichment approaches to identify the copy number variable genes within these de novo CNVs that contribute to the patient’s developmental abnormalities. I predict candidate genes for 143 different developmental abnormalities, with 65% of the candidate genes not having been previously associated with disease in OMIM. Through examining the distribution of these candidate genes within the patient’s CNVs, I found evidence of extensive pleiotropy and epistasis as well as a small number of simple additive effects. Finally, I extend my analyses to examine the role of inherited CNVs as the underlying cause of human developmental disorders. I implicate inherited CNVs and their overlapping copy number variable genes in the underlying causes of 45 human developmental abnormalities. Additionally, I re-examine the patients possessing both de novo CNVs and inherited CNVs using functional enrichment analyses. I reveal significant enrichments for a greater number of human developmental abnormalities when combining both the de novo and inherited CNVs, suggesting it is de novo mutations in combination with the inherited genomic background that are responsible for many instances of human developmental abnormalities.

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The etiology is still poorly understood and about half of the cases are unclear. In recent years, the chromosomal analysis by microarray has revolutionized the evaluation of patients with developmental delay or intellectual disability. By this method, the genome of a patient is examined to detect gains or losses of genetic material that are usually too small to be detected by chromosome banding studies. Genomic deletions and duplications have an important role in characterizing genetic diseases, including many neurological disorders and neural development. Identifying these changes may contribute to the clinical management of affected individuals and assist their families, and furthermore, can provide information on the processes of development and brain function. In this context the main objective of this study was identified possible submicroscopic genomic changes associated with intellectual disability, using a platform Chromosomal Microarray high resolution in patients referred by doctors of public health from Goiás state and had initially a normal karyotype. Thus 15 patients with intellectual disabilities were tested by high resolution HD CytoScan Array (Affymetrix) tecnology which detected the presence of 33 variations in the number of genome copies in 10 (66.7%) of the probands. Nineteen microduplications (57.6%) and 14 microdeletions (42.4%) were observed, and 17 CNVs (51.5%) were neutral, 7 (21.2%) pathogenic, 5 (15.15%) potentially pathogenic and 4 (12.12%) of uncertain significance. Five patients showed no change in the number of copies. In this study, we could propose a genetic etiology for the phenotype of 8 patients and thus the diagnostic yield of the platform used was 53.3%. Although modest, this study was significant because this technology was first employed in the state of Goiás and thus, could contribute more genetic information about this complex and heterogeneous neurological sign of great importance to global public health. / A deficiência intelectual é um sinal que compreende um conjunto de distúrbios clinica e geneticamente heterogêneos em que o desenvolvimento e/ou a função do cérebro é comprometida. Esta deficiência é caracterizada por limitações significativas tanto no funcionamento intelectual quanto no comportamento adaptativo e se inicia antes dos 18 anos de idade. É caracterizada por um elevado grau de expressividade variável, e pela manifestação de uma grande gama de fenótipos, variando de diversas síndromes genéticas conhecidas a características não sindrômicas e desordens psicológicas e/ou psiquiátricas. A etiologia ainda é mal compreendida e cerca de metade dos casos não são esclarecidos. A análise cromossômica por microarray tem revolucionado, nos últimos anos, a avaliação de pacientes com atraso no desenvolvimento ou deficiência intelectual. Por este método, o genoma de um paciente é examinado para a detecção de ganhos ou perdas de material genético que, normalmente, são muito pequeno para serem detectados por estudos cromossômicos com bandamento G. Deleções e duplicações genômicas têm um papel importante na caracterização de doenças genéticas, incluindo muitas desordens neurológicas e do desenvolvimento neural. A identificação dessas alterações pode contribuir para a manejo clínico dos indivíduos afetados e auxiliar suas famílias, e além disso, pode também fornecer informações sobre os processos do desenvolvimento e funcionamento do cérebro. Neste contexto o objetivo principal deste estudo foi identificar possíveis alterações genômicas submicroscópicas associadas à deficiência intelectual, utilizando uma plataforma de Chromosomal Microarray de alta resolução, em pacientes referenciados por médicos da rede pública de saúde do Estado de Goiás e que tenham apresentado inicialmente um cariótipo normal. Desta forma foram testados 15 pacientes com deficiência intelectual, pela tecnologia de alta resolução CytoScan HD Array (Affymetrix) que detectou a presença de 33 variações no número de cópias genômicas em 10 (66,7%) dos probandos. Foram observadas 19 microduplicações (57,6%) e 14 microdeleções (42,4%), sendo que 17 CNVs (51,5%) eram neutras, 7 (21,2 %) patogênicas, 5 (15,15%) potencialmente patogênicas e 4 (12,12%) de significado incerto. Cinco pacientes não apresentaram nenhuma alteração no número de cópias. Neste estudo foi possível propor uma etiologia genética para o fenótipo de 8 pacientes e dessa forma o rendimento diagnóstico, a título de pesquisa, da plataforma utilizada foi de 53,3%. Este estudo foi relevante já que esta tecnologia foi empregada pela primeira vez no estado de Goiás e com isso, pudemos contribuir com mais informação genética sobre esse complexo e heterogêneo sinal neurológico de grande importância para a saúde pública mundial.

Les troubles du spectre autistique (TSA) sont caractérisés par des déficits des interactions sociales et de la communication et par la présence de comportements répétitifs et stéréotypés. Les TSA sont associés à une hérédité complexe et une très importante hétérogénéité étiologique impliquant plus d'une centaine de gènes et loci. Les variants génétiques identifiés sont rares voire uniques et les mutations de novo jouent un rôle considérable. Des formes autosomiques dominantes ou récessives, liées au chromosome X, à forte pénétrance ou associées à une expressivité variable ont été rapportées. Néanmoins, nos connaissances de l'architecture génétique des TSA restent très incomplètes puisque les causes connues n'expliquent la pathologie que chez environ 25 % des cas, indiquant qu'il reste encore de nombreux gènes et loci à identifier. Ce travail de thèse a consisté en l'analyse de variations du nombre de copies de gènes (copy number variations, CNVs) afin de poursuivre la dissection de l'étiologie des TSA, d'identifier de nouveaux gènes impliqués et de mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques sous-jacents.Grâce à la participation de notre équipe au consortium international Autism Genome Project (AGP), nous avons pris part à une analyse pangénomique avec des micropuces à ADN à très haute résolution chez près de 3 000 trios parents-enfant, répartis en deux stades. Les résultats du premier stade avaient démontré le rôle considérable des CNVs rares dans l'étiologie dans les TSA, en particulier les CNVs de novo. Dans le second stade, nous avons procédé à l'analyse de la deuxième moitié des familles et réanalysé les données combinées de l'ensemble des familles des deux s / Non renseigné

In the current environment of severe climate change, studying the adaptability of Norway spruce to the environment, that is, local adaptation is of great significance for helping to protect forest tree species and genetic breeding. As a structural variation, copy number variations (CNVs) have been proved to play an important role in shaping population structure and local adaptation in marine species, going beyond traditional studies focusing only on SNPs. Therefore, this experiment was to investigate the association of genotypes, including CNVs and SNPs, with local adaptation in Norway spruce. About 5.631% of CNVs were screened from SNPs, and the population structure of Norway spruce was detected based on the data of SNPs and CNVs. Then, the associations between genotypes (SNPs and CNVs) and the environmental variables are calculated by the model, considering the effects of population structure. Finally, the relationship between CNVs and SNPs and local adaptation of Norway spruce was investigated by redundancy analysis (RDA). The results preliminarily revealed that SNPs and CNVs had certain effects on the local adaptation of Norway spruce and a significant correlation with various environmental factors. However, the results indicated comparing to SNPs, CNVs had no significant effect on the local adaptation of Norway spruce.