Orientador: Carminda da Cruz-Landim / Banca: Karina Patrício / Banca: José Lino Neto / Banca: José Chaud Netto / Banca: Daniela Carvalho dos Santos / Resumo: Os ovários das rainhas diferem dos de operárias de Apis mellifera quanto ao número e comprimento dos ovaríolos. Tanto o número, como o comprimento destes, é muito maior na rainha que nas operárias. No entanto, em ambos os casos os ovários são funcionais, isto é, capazes de produzir óvulos maduros. Apesar disso, operárias e rainhas diferem muito quanto à fertilidade e aos mecanismos controladores/estimuladores da vitelogênese, ou seja, da maturação dos óvulos. Em condições normais da colônia, nas rainhas a vitelogênese é desencadeada pelo acasalamento e nas operárias, pela ausência da rainha ou do recebimento de informações sobre sua presença na colônia. Passada a ocasião própria para o acasalamento no caso da rainha, e em idade avançada das operárias, os ovários entram em degeneração. O objetivo do presente trabalho foi o de avaliar como se comporta o desenvolvimento do ovário em rainhas e operárias mantidas fora dos condicionamentos da colônia e o efeito do tratamento destas com CO2, prática corrente na apicultura. Para tanto, operárias e rainhas foram mantidas aprisionadas em caixas com candy e água durante 15 dias e seguida a seqüência de desenvolvimento de seus ovários. O efeito do não acasalamento na época própria e do tratamento com CO2 foi feito estudando a morfologia do desenvolvimento da ovogênese, usando TUNEL e reação de fosfatase acida para caracterizar possíveis alterações celulares. As células do filamento terminal apresentaram-se empilhadas em fila única. Na transição para o germário as células tornam-se piramidais com a base apoiada sobre a lâmina própria e o ápice voltado para o centro do ovaríolo. São encontradas células esféricas, provavelmente ovogônias. No germário estão presentes células somáticas e germinativas, sendo da linhagem germinativa, os cistoblastos, os cistócitos, os ovócitos e as futuras... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The ovaries of queens and workers of Apis mellifera differs in number and length of the ovarioles. Length and number of ovarioles are larger in queen than in workers. However, in both cases, the ovaries are functional, i.e., it is able of produce mature eggs. Despite of that, workers and queens differ very in fertility and mechanisms of controlling/inducing vitellogenesis. In colony conditions, queen's vitellogenesis is triggered by the matting and in workers by the absence of the queen or of the receipt of information about its presence in the colony. After the age proper to mate or in workers advanced age, the ovaries enter in degeneration. The objective of the present work was the evaluating of the ovary development in queens and workers maintained caged outside of the colony conditionings and the effect of the narcosis with CO2, practice current in the beekeeping. Newly emerged queens and workers were caged with candy and water during 15 days. For the queens the effect of the mate delay and CO2 narcosis were studied using TUNEL and acid fosfatase reaction to evaluate cell damages. The cells of the terminal filament appear as rows of one single cell, with a rectangular shape, poor in organelles and with a big central nucleus. In the transition for the germarium the cells present a pyramidal form with their base widened resting on tunica propria and the apex directed to center of the ovariole. Below the region of transition to the germarium are spherical cells, probably the oogonia. In the germarium are found somatic (pre-follicular cells) and germinative (cystoblasts, the cystocists, the oocytes and the future nurse cells) cells. The queen's ovaries develop normally until the mating age, 5 days old queens. About the 10 days, the virgin queen beginning to presents an ovariolar disorganization with big incidence of injured cells with characteristics of apoptosis and autofagic death... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:00:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 7127283 bytes, checksum: 26b433761ccb1d15fbc422d3d6da7f5b (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Despite the investments in the search for more effective cancer therapies, the high incidence and mortality produced by this disease continue to increase, which has provoked public health problems to the population. In parallel to the progress of this situation, it has been found a breakthrough in the medicinal chemistry allowing synthesis of a variety of compounds, encouraging researchers into new structures with rich therapeutic potential. The synthesis of compounds derived from tetrahydropyran nucleus (DNT) has been receiving attention, considering the broad of biological activity from these structures. Therefore, the aim of this study was to analyze the cytotoxic activity of 31 DNT compounds. Cell viability was determined by MTT reduction and neutral red stain (CVN) assays. From such 31 compounds studied, only 42a-c and 43a - c showed potent cytotoxic effect on human cancer lines (K562, HL-60, HT-29 and MCF- 7) and a less significant cytotoxic effect on non-cancerous cells (L929 and PBMC cells) were shown. The leukemic cell lines K562 and HL-60 were the most sensitive ones. Compounds 42b and 43c, with IC50 values which range from 8.97 ± 4.1 to 35.35 ± 5.2 for the lines HL-60 and K562, were considered the most promising molecules in terms of their cytotoxic effect and they also demonstrated in primary cultures of peripheral blood and bone marrow from patients with chronic myeloid leukemia. The ability of 42b and 43c compounds to induce molecular changes related to the type of cell death was assessed by flow cytometry. In K562 cells, the compounds 42b and 43c showed similar effect causing an increase in the concentration of hipodiploide DNA and they arrested in the G1 phase of the cell cycle. From double labeling annexin/IP assay, the compound 43c increased about 20% of PI fluorescence. For HL-60 cell line, the compounds 42b and 43c augmented the concentration of hipodiploide DNA and and depolarization of mitochondrial membrane. The compound 43c stimulated ROS production and double staining to annexina/IP. Compounds 42b and 43c showed a potent cytotoxic effect and antileukemic activity, inducing apoptosis and cell cycle. However, there is a need for structural modifications that increase the selectivity of these compounds for cancer cells. / Apesar dos investimentos na busca de terapias mais eficazes contra o câncer, as elevadas taxas de incidência e mortalidade provocadas por esta doença, continuam a crescer, consistindo assim, um dos principais problemas de saúde pública. Em paralelo ao avanço dessa patologia, houve um avanço na química medicinal que permite a síntese de uma variedade de compostos, favorecendo a investigação de novas estruturas com excelentes perspectivas terapêuticas. A síntese de compostos derivados do núcleo tetraidropiranos (DNT) vem recebendo atenção, considerando a ampla atividade biológica dessas estruturas. Sendo assim, o objetivo desse estudo foi analisar a atividade citotóxica de compostos DNT. A viabilidade celular foi determinada pelos ensaios de redução do sal de MTT e CVN. Dos 31 compostos DNT estudados, 42a-c e 43a-c demonstraram potente efeito citotóxico em linhagens cancerígenas (K562, HL-60, HT- 29, MCF-7), e um efeito citotóxico menos expressivo em células não cancerígenas (L929, PBMC), as linhagens leucêmicas humanas K562 e HL-60 foram as mais sensíveis. Os compostos 42b e 43c, com valores de CI50 que variam de 8,97 ± 4,1 a 35,35 ± 5,2 para as linhagens HL-60 e K562, foram considerados os mais promissores, demonstrando também um efeito citotóxico similar em cultura primária de sangue periférico e de medula óssea de pacientes com leucemia mieloide crônica. A capacidade destes compostos provocarem alterações moleculares associadas ao tipo de morte celular foi avaliada por citometria de fluxo. Na linhagem K562, os compostos 42b e 43c tiveram efeito semelhante, provocando um aumento na concentração do DNA hipodiploide e parada na fase G1 do ciclo celular. No ensaio com dupla marcação anexina/iodeto de propídeo (IP) o composto 43c aumentou 20% de fluorescência para o IP. Para a linhagem HL-60, os compostos 42b e 43c induziram aumento da concentração de DNA hipodiploide, nas maiores concentrações, além de induzir despolarização na membrana mitocondrial. Apenas o composto 43c estimulou produção de EROs, e 42b e 43c aumentaram a dupla marcação para anexina/IP. Desta forma, observa-se que os compostos 42b e 43c apresentaram um potente efeito citotóxico e atividade antileucêmica, sendo capazes de induz apoptose e parada no ciclo celular, porém há ainda necessidade de modificações estruturais que aumentem a seletividade destes compostos para células cancerígenas.

Le travaux présenté dans cette thèse concerne le rôle des canaux ioniques de la membrane plasmique en réponse à des stress salins et non salins ainsi qu’aux interactions possibles avec d’autres événements de signalisation conduisant à la mort cellulaire programmée (PCD). Nous avons montré que les réponses cellulaires précoces: tels que l`augmentation du calcium cytosolique et la production de ROS, classiquement impliqués lors de la PCD, ne semblaient pas être impliqué dans la mort cellulaire induite par les stress hyperosmotiques chez les cellules en culture de tabacco BY2 ou d’A. thaliana. Nous avons montré que, dans les cas de stress salin chez les cellules de BY2 un influx précoce de sodium à travers des canaux cationiques non spécifiques participe au développement de la PCD en entraînant un disfonctionement mitochondrial et la production de O2• - par des NADPH oxydases. Dans le cas de stress hyperosmotique non-ionique, nous avons observé une diminaution précoce de l’intensité des courants anioniques. Afin de poursuivre l’étude du rôle des canaux anioniques lors du stress hyperosmotique non salin, nous avons utilisé des cellules A.thaliana nous permettant de travailler avec le mutant de canal anionique SLAC1. Nous avons constaté que l’activation retardée des canaux SLAC1 participait au développement de la PCD induite par un stress hyperosmotique non salin. La réduction précoce de l'activité des canaux anioniques pourrait participer à la signalisation ou l'ajustement osmotique permettant l'adaptation et la survie cellulaire alors que des évènements retardés, à savoir la production d'anion superoxyde (O2• -) par les NADPH-oxydases et l'activation des canaux anioniques pourraient participer au développement de la PCD d'une partie de la population cellulaire. Nous avons aussi étudié le rôle potentiel des petits peptides appartenant à la famille des peptides FMRFamide décrite chez les métazoaires à l'osmorégulation chez des cellules d’A. thaliana. Des génes susceptibles de coder de tels peptides sont en effet présent dans le génome d’A. thaliana. En utilisant des peptides synthétiques, nous avons montré que ces FLPS putatifs pourraient participer aux réponses induites losr de stress hyperosmotique chez les plantes. Ce travail illustre la complexité et l'importance de la régulation des canaux ioniques dans les voies de signalisation et les processus conduisant à la PCD / The work presented in the present thesis relates to the role of ion channels in response to (ionic and non-ionic) hyperosmotic stresses and their interactions with signaling events leading to PCD in plant. Early cell responses such as cytosolic calcium increase and ROS production classically involved in PCD process, seems not to be involved in hyperosmotic-induced cell death in BY2 tobacco and A. thaliana cultured cells. When BY2 tobacco cells were subjected to hyperosmotic stress, an early influx of sodium through non-selective cation channels participates in the development of PCD through mitochondrial dysfunction and NADPH-oxidase-dependent O2•– generation. On the contrary, non-ionic hyperosmotic stress resulted in an early decrease in anion currents. To further investigate the role of anion channels in non-ionic hyperosmotic stress further experiments were conducted by using A.thaliana cells of the anion channel mutant SLAC1. Results showed that the delayed activation of SLAC1 channels was involved in the non-ionic hyperosmotic stress induced pathway leading to cell death. Interestingly, the early anion channel activity decrease could participate to signalisation or osmotic adjustment allowing cell adaptation and survival, when a second set of events, namely superoxide anion (O2•-) generation by NADPH-oxidase and anion channel activation could participate in PCD development of a part of the cell population. In addition, the potential role of small peptides belonging to the FMRFamide-like peptide (FLP) family described in metazoan in osmoregulation in A. thaliana was investigated. By using synthetic peptides, based on FLPs homolog genes existing in A. thaliana, it was possible to demonstrate that these putative FLPs are involved in hyperosmotic stress response. Overall, the present work shed light on the importance and the complexity of ion channels regulation in the signaling pathways and the processes leading to PCD

abstract: Once perceived as an unimportant occurrence in living organisms, cell degeneration was reconfigured as an important biological phenomenon in development, aging, health, and diseases in the twentieth century. This dissertation tells a twentieth-century history of scientific investigations on cell degeneration, including cell death and aging. By describing four central developments in cell degeneration research with the four major chapters, I trace the emergence of the degenerating cell as a scientific object, describe the generations of a variety of concepts, interpretations and usages associated with cell death and aging, and analyze the transforming influences of the rising cell degeneration research. Particularly, the four chapters show how the changing scientific practices about cellular life in embryology, cell culture, aging research, and molecular biology of Caenorhabditis elegans shaped the interpretations about cell degeneration in the twentieth-century as life-shaping, limit-setting, complex, yet regulated. These events created and consolidated important concepts in life sciences such as programmed cell death, the Hayflick limit, apoptosis, and death genes. These cases also transformed the material and epistemic practices about the end of cellular life subsequently and led to the formations of new research communities. The four cases together show the ways cell degeneration became a shared subject between molecular cell biology, developmental biology, gerontology, oncology, and pathology of degenerative diseases. These practices and perspectives created a special kind of interconnectivity between different fields and led to a level of interdisciplinarity within cell degeneration research by the early 1990s. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Biology 2013

Após a resposta imune, a expansão dos linfócitos T CD4 é seguida de uma fase de retração chamada Morte Celular induzida por Ativação (AICD), para que a homeostasia seja reestabelecida. Nosso grupo demonstrou que DCs estimuladas com LPS produzem PGE2 que inibe a expressão de FASL e bloqueia a AICD dos linfócitos T CD4. Nossa hipótese é que a apresentação de antígenos em contexto de infecção tenha um impacto na expressão de FASL e na sobrevivência das células T CD4, de maneira dependente de TLRPGE2. Para comprovar nossa hipótese nós estudamos a apresentação de OVA in vitro e in vivo. Observamos que a adição de LPS durante a apresentação de OVA aumenta a ativação e proliferação das células T CD4 específicas. O pré-tratamento dos camundongos com Indometacina, um inibidor da enzima COX, reduz a frequência das células específicas através do aumento na expressão de FASL e da apoptose, mas sem interferir com a proliferação. Nós sugerimos que a PGE2 produzida em resposta ao LPS regule a sobrevivência dos linfócitos T CD4 durante a persistência do estímulo antigênico. / After immune response, expansion of antigen-specific CD4 T cells is followed by a contraction phase due to Activation-Induced Cell Death (AICD) to reestablish homeostasis. Our group demonstrated that LPS stimulated-DCs produce PGE2 that protects CD4 T cells from AICD by preventing TCR/CD3-mediated FASL upregulation. Our hypothesis is that antigen presentation in the context of infection impacts on FASL expression and survival of CD4 T cells, dependently on TLR-mediated PGE2 release. To approach our hypothesis we studied OVA presentation in vitro and in vivo. We observed that the addition of LPS during OVA presentation increased specific CD4+ T cells activation and proliferation. Pretreatment of mice with indomethacin, an inhibitor of COX enzyme, reduces the frequency of specific T cells by increasing FASL expression and apoptosis, but did not interfere with proliferation. We suggest that PGE2 produced in response to LPS regulates the survival of CD4 T lymphocytes during persistent antigen stimulation.

Orientadores: Anibal Eugenio Vercesi, Mariana Pinheiro Fernandes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-15T13:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_RuteAlvesPereirae_M.pdf: 1931770 bytes, checksum: c11c3126a7042737485a72a01e8020a7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Estatinas são fármacos amplamente utilizadas no tratamento das hipercolesterolemias. Elas são inibidores competitivos da 3-hidroxi 3-metilglutaril coenzima A (HMG-CoA) redutase impedindo, dessa forma, a síntese do colesterol. L-carnitina é sintetizada a partir dos aminoácidos essenciais lisina e metionina no fígado e no rim. Desempenha função importante na célula onde está envolvida na oxidação dos ácidos graxos agindo como um cofator no transporte de grupos acil através da membrana mitocondrial interna. Piracetam é uma droga nootropica cuja função é melhorar o desempenho cognitivo, e as funções envolvidas nos processos de aprendizagem, memória, atenção e consciência. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a ação protetora da Lcarnitina ou piracetam contra a morte por necrose de células PC-3 induzida por sinvastatina 60 µM ou tert-butyl-hidroperóxido (t-BOOH) 500 µM. Tanto a sinvastatina quanto o t-BOOH causam transição de permeabilidade mitocondrial (TPM), seguida de morte celular por necrose. L-carnitina e piracetam protegeram contra a morte celular induzida por sinvastatina ou t-BOOH por meio de um mecanismo dose-dependente (1- 12 µM). Na avaliação da disfunção mitocondrial causada por sinvastatina ou t-BOOH, tanto a L-carnitina quanto o piracetam protegeram contra a perda de potencial de membrana mitocondrial de forma semelhante à ciclosporina A. As quedas nas velocidades de respiração de estado III e estado IV, (fosforilação e repouso), também foram prevenidas por L-carnitina, piracetam e ciclosporina A. Quando linhagens de células não tumorais (GN16-P6 e HaCaT) foram analisadas, observou-se que tanto Lcarnitina quanto o piracetam também protegeram contra a morte celular induzida por sinvastatina. Podemos concluir que nas células PC-3, estes compostos protegem contra necrose celular através da inibição da TPM e que em linhagens não tumorais estes compostos apresentam efeitos semelhantes. / Abstract: Statins are drugs widely used in the treatment of hypercholesterolemia. They are competitive inhibitors of 3-hydroxy 3-methylglutaryl coenzyme A (HMG-CoA) reductase preventing in this way, the synthesis of cholesterol. L-carnitine is synthesized from the essential aminoacids lysine and methionine in liver and kidney and plays na important role in the cell, where it is involved in fatty acid oxidation by acting as a cofactor in the transport of acyl groups across the inner mitochondrial membrane. Piracetam is a nootropic drug which function is to improve cognitive performance, and the functions involved in the processes of learning, memory, attention and consciousness. This study aimed to evaluate the protective action of L-carnitine or piracetam against necrosis in PC-3 cells induced by 60 µM simvastatin or 500 µM tertbutyl- hydroperoxide (t-BOOH). Both simvastatin and t-BOOH causes mitochondrial permeability transition (MPT) followed by necrosis. L-carnitine and piracetam protected against cell death induced by simvastatin or t-BOOH by a dose-dependent mechanism (1-12 µM). In the assessment of mitochondrial dysfunction caused by simvastatin or t- BOOH, L-carnitine or piracetam similarly to cyclosporin A protected against the loss of mitochondrial membrane potential. The decrease in state III or state IV respiration rates, were also prevented. When non-tumor cell lines (GN16-P6 and HaCaT) were analyzed, it was observed that both L-carnitine and piracetam also protected against cell death induced by simvastatin. We can conclude that these compounds protected against cell necrosis by inhibiting MPT in both tumor or non tumor cell lines. / Mestrado / Biologia Estrutural, Celular, Molecular e do Desenvolvimento / Mestre em Fisiopatologia Médica

Orientadores: Michel Georges Albert Vincentz, Gonçalo Amarante Guimarães Pereira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Bologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T17:33:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alvim_FatimaCerqueira_D.pdf: 16832247 bytes, checksum: aa55ec0b542b8e84b76a0875bf6604df (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O fungo basidiomiceto hemibiotrófico Moniliophthora perniciosa, agente causal da doença vassoura-de-bruxa (VB) em Theobroma cacao, é o principal patógeno da lavoura cacaueira nas Américas e no Caribe. O presente trabalho apresentou como objetivo primordial identificar proteínas relacionadas com a patogenicidade deste fungo. No primeiro capítulo desta tese foi demonstrado o efeito de diferentes fontes de carbono sobre a morfologia e fisiologia do M, perniciosa. O fungo foi crescido em fontes de carbono fermentáveis e/ou não-fermentáveís. Foram observadas diferenças significativas na morfologia do micélio que se correlacionaram com a fonte de carbono utilizada. Foram observadas também diferenças qualitativas e quantitativas marcantes para as proteínas secretadas (secretoma) pelo micélio. O ensaio biológico efetuado em folhas de Nicotiana tabacum revelou que a capacidade do secretoma em induzir necrose nos tecidos vegetais também diferia em função da fonte de carbono utilizada pelo fungo durante o seu crescimento. O glicerol, como fonte única de carbono, foi identificado como o composto que mais induziu a atividade necrótica do secretoma do patógeno. O nível do chaperone molecular BiP (Binding Protein) em meristema de cacau aumentou em resposta à infiltração do secretoma de M. perniciosa, indicando uma resposta fisiológica do hospedeiro às proteínas secretadas in vitro pelo patógeno. Foi sugerido então que o metabolismo energético de M. perniciosa, dependendo das fontes de carbono aplicadas, resulta em alterações fisiológicas na expressão e secreção de proteínas e que esses efeitos atuam, não apenas afetando o crescimento do fungo, mas também, na capacidade de expressar proteínas de patogenicidade. No segundo capítulo investigamos mais detalhadamente as modificações induzidas por glicerol em M. perniciosa. Inicialmente demonstramos que glicerol induz a secreção de proteínas relacionadas com indução de morte celular especificamente no M. perniciosa dicariótico, tipo celular característico da fase necrotrófica do patógeno. O secretoma induzido por glicerol foi o único capaz de induzir necrose em meristemas de cacau do genótipo resistente a M. perniciosa. Simultaneamente, o glicerol induziu alterações na composição/estrutura da parede celular do micélio tomando-a mais resistente a agentes indutores de estresse em parede celular, como o SDS e vermelho congo. Adicionalmente, o micélio apresentou maior nível de transcritos de catalases, indicando uma maior resistência a estresse oxidativo. Análises em géis bi-dimensionais e fracionamento das amostras em HPLC de alta capacidade, ligados a espectrometria de massas, resultaram na identificação de proteínas secretadas que acumularam especificamente em resposta ao glicerol. Proteases e lipases, enzimas hidrolíticas relacionadas com a patogenicidade em outros fungos hemibiotrdfícos, também apresentaram aumento de atividade em resposta a glicerol. Essas alterações correlacionaram com um aumento no nível de transcritos do gene Rholp-gef, um elemento chave da rota RHOlp GTPase, a qual sabidamente está relacionada a virulência de fungos fitopatogênicos. Análises conduzidas com isolados de M. perniciosa, que apresentaram diferentes graus de patogenicidade em ensaios conduzidos em casa de vegetação, demonstraram que a sensibilidade a glicerol é maior nos genótipos mais patogênicos. Esse estudo ressalta a importância do glicerol como uma molécula chave na interação cacau: M. perniciosa. tipo celular característico da fase necrotrófica do patógeno. O secretoma induzido por glicerol foi o único capaz de induzir necrose em meristemas de cacau do genótipo resistente aM perniciosa. Simultaneamente, o glicerol induziu alterações na composição/estrutura da parede celular do micélio tomando-a mais resistente a agentes indutores de estresse em parede celular, como o SDS e vermelho congo. Adicionalmente, o micélio apresentou maior nível de transcritos de catalases, indicando uma maior resistência a estresse oxidativo. Análises em géis bi-dimensionais e fracionamento das amostras em HPLC de alta capacidade, ligados a espectrometria de massas, resultaram na identificação de proteínas secretadas que acumularam especificamente em resposta ao glicerol. Proteases e lipases, enzimas hidrolíticas relacionadas com a patogenicidade em outros fungos hemibiotróficos, também apresentaram aumento de atividade em resposta a glicerol. Essas alterações correlacionaram com um aumento no nível de transcritos do gene Rholp-gef, um elemento chave da rota RHOlp GTPase, a qual sabidamente está relacionada a virulência de fungos fltopatogênicos. Análises conduzidas com isolados de M. perniciosa, que apresentaram diferentes graus de patogenicidade em ensaios conduzidos em casa de vegetação, demonstraram que a sensibilidade a glicerol é maior nos genótipos mais patogênicos. Esse estudo ressalta a importância do glicerol como uma molécula chave na interação cacau: M. perniciosa / Abstract: The basidiomycete hemibiotrophic fungus Moniliophthora perniciosa, the causal agent of witches' broom disease in Theobroma cacao, is the major cacao disease pathogen present in the Americas and the Caribbean. A compatible interaction of this fungus with its host comprehends a series of concerted biochemical and molecular events. In the first chapter of the thesis, we performed analyses where quantitative and qualitative relationships were found between secreted proteins and their activity, and the hyphal morphology of Moniliophthora perniciosa. This fungus was grown on fermentable and non-fermentable carbon sources; significant differences in mycelial morphology were observed and correlated with the carbon source. A biological assay performed with Nicotiana tabacum leaves revealed that the necrosis-related activity of extracellular fungal proteins also differed with carbon source. There were clear differences in the type and quantity of the secreted proteins. In addition, the expression of the cacao molecular chaperone BiP (HSP 70) increased after treatment with secreted proteins, suggesting a physiological response to the fungus secretome. We suggest that the carbon source-dependent energy metabolism of M. perniciosa results in physiological alterations in protein expression and secretion; these may affect not only M. perniciosa growth, but also its ability to express pathogenicity proteins. In the second chapter, we showed that glycerol efficiently triggers the production of secreted pathogenicity proteins by M. perniciosa, as revealed by the increased ability of the secreted proteins (secretome) in promoting cell death on Nicotiana benthamiana cell suspensions, N. tabacum leaves and meristems of a resistant cacao genotype, when compared to other carbon sources such as glucose. Simultaneously, glycerol induces cell wall modifications turning hyphae more resistant to inducers of cell wall stress and increasing the resistance of the fungus to oxidative stress. These modifications correlated with the up-regulation of RhoJp-gef, a key element of the RHOlp GTPase pathway that is known to be related to fungal virulence in plants. Two-dimensional gel electrophoresis and high throughput HPLC coupled with mass spectrometry resulted in the identification of secreted proteins that specifically accumulated in response to glycerol. This study highlights the importance of glycerol as a key molecule modulating the fungus-induced pathogenicity / Doutorado / Genetica de Microorganismos / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-01-26T18:42:50Z No. of bitstreams: 0 / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-01-29T11:01:37Z (GMT) No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2018-01-29T11:01:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2017-06-09 / - / Bacteria are important components of the food web structure in aquatic ecosystems in which they influence the flow of carbon and energy. Populations of bacteria in these ecosystems comprise a diverse spectrum of individual cells able to respond to many factors such as nutrient supply, temperature and virus infection, which regulate bacterial life and death. Bacterial death is a key cellular event involved in the control and production of bacteria in aquatic ecosystems with functional meaning in the carbon and nutrient cycles. Therefore, the study of bacterial structural features and cellular mechanisms underlying bacterial death is crucial to understand processes affecting the entire population. However, both bacterial structure and cellular events of death in aquatic ecosystems are still poorly understood. In the present work, we used single cell approaches to study the structural organization of bacteria as well as to characterize cellular processes of death in these organisms. First, by using fluorescence and transmission electron microscopy (TEM), we provided a general panorama of how microscopy techniques, especially TEM, are powerful tools to understand bacterial structure and their responses to environmental stresses. We showed that bacteria from aquatic ecosystems have remarkable ultrastrutural diversity with components such as bacterial envelope of individual cells differing in structure within the same population. Second, we sought to identify and characterize mechanisms of bacterial cell death. Because our TEM analyses revealed morphological signs of apoptosis, a type of program cell death (PCD), in aquatic bacteria directly collected from natural ecosystems, we applied different techniques to detect apoptosis in bacteria cultured from natural samples. We used TEM as well as different probes to detect this type of PCD in cultured bacteria exposed to increased temperature and viral infection, which are recognized inducers of bacterial death. TEM showed, in both situations, ultrastructural changes indicative of apoptosis, such as cell retraction and condensation, similar to those reported for eukaryotic cells. Assays for membrane permeability, DNA fragmentation, phosphatidilserine exposition and caspase activation were significantly increased in treated bacteria compared to the control group. Altogether, our data demonstrate, for the first time, that PCD occur in aquatic bacteria, and that this event may be a basic mechanism for regulation of bacterial communities in these ecosystems.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-03-23T21:19:32Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wanessa Carvalho Pires - 2014.pdf: 2557007 bytes, checksum: e5dedf168f3f361061e50ee3f6c2466e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-03-23T21:20:57Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wanessa Carvalho Pires - 2014.pdf: 2557007 bytes, checksum: e5dedf168f3f361061e50ee3f6c2466e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-23T21:20:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wanessa Carvalho Pires - 2014.pdf: 2557007 bytes, checksum: e5dedf168f3f361061e50ee3f6c2466e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-03-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / It is estimated that 27 million new cancer cases will occur in the world until 2030. Due to this high number of cases, researches for new chemotherapeutic agents that are efficient for the malignant neoplastic disease treatment have intensified. Ruthenium complexes have been highlighted from those metal complexes that are being contemplated for the cancer treatment, because they exhibit the characteristics of selectivity for tumor cells and thus be less toxic to normal cells. Consequently, we evaluated the cytotoxic potential of six new complexes of ruthenium (II) and two of those with promising activity were selected to assess the genotoxic potential, the mechanism of death and interference on cell cycle dynamics. The cytotoxicity of these complexes was evaluated by MTT assay showing that for all six ruthenium complexes there was a reduction of viability of the tumor cells K562 and S-180 at low concentrations and cytotoxicity at higher concentrations to normal cells L-929 and lymphocyte. The ruthenium II complexes Ru 05 and Ru 08 got the best resolutions in the MTT assay and were selected for testing genotoxicity and mechanism of death. Data indicate that the Ru 05 and 08 induced changes in cell cycle through test performed by flow cytometry, increasing the number of cells in G0/G1 phase and decreasing into the synthesis phase at 24 and 48 hours of exposure. For the complex Ru 05 there was an increase in the number of cells in sub-G1 phase, which is indicative of apoptosis and cell damage, yet, neither the complex Ru 05 nor the Ru 08 showed significant DNA damage in the Comet assay during 24 and 48 hours. Both complexes increased the number of positive cells for Annexin-V, however the complex Ru 05 had induced changes in mitochondrial membrane potential, increased expression of the gene Bax, Tp53 and Caspase 9 and decreased the amount of active anti-apoptotic Bcl2 protein in the S-180 cells, leading to a reasonable supposes that this complex may cause the triggering of the cell death by apoptosis through intrinsic caspase-dependent manner. On the other hand, the complex Ru 08 did not statistically alter the mitochondrial membrane potential. Ru 08 increased the gene expression of Caspase 3, 8, 9 and Tp53 and the amount of active Caspase-3 protein in the S-180 treated cells, and decreased the amount of anti-apoptotic Bcl2 protein, which allows inferring that this complex may be acting by the extrinsic pathway. Despite the new ruthenium complexes studied have shown a promising future as chemotherapy for cancer treatment, other specific markers are needed to understand the cascade of events which the extrinsic apoptosis pathway is being triggered, elucidating the mechanism of action in S-180 cell line. / Até 2030 estima-se que ocorrerão 27 milhões de novos casos de câncer no mundo. Em decorrência deste alto número de casos, estudos em busca de novos quimioterápicos que sejam eficientes para o tratamento do câncer têm se intensificado. Os complexos de rutênio têm-se destacado dentre os complexos de metais que têm sido estudados para o tratamento do câncer por demonstrarem características de seletividade para as células tumorais e, consequentemente, serem menos tóxicos para as células normais. Diante disso foi avaliado o potencial citotóxico de seis novos complexos de rutênio (II) e dois desses com atividade promissora foram selecionados para avaliar o potencial genotóxico, o mecanismo de morte e a interferência na cinética do ciclo celular. A citotoxicidade foi avaliada pelo teste do MTT que mostrou que todos os complexos testados apresentaram inibição da viabilidade nas células tumorais de S-180 e K562 em concentrações baixas e uma citotoxicidade em concentrações maiores para células normais de L-929 e linfócitos humanos. Os complexos de rutênio denominados Ru 05 e Ru 08 obtiveram os melhores resultados no teste de MTT e foram selecionados para os testes de mecanismo de morte celular e de genotoxicidade. Os dados indicaram que os Ru 05 e Ru 08 induziram mudanças no ciclo celular através do teste realizado por citometria de fluxo, aumentando a quantidade de células na fase G0/G1 e diminuindo na fase de síntese em 24 e 48 horas de tratamento. Para o Ru 05 houve um aumento na quantidade de células na fase Sub-G1, levando ao indicativo de morte celular por apoptose e dano celular, entretanto, nem o Ru 05 quanto o Ru 08 apresentaram dano significativo ao DNA no teste Cometa em 24 e 48 horas. Ambos os complexos induziram o aumento da quantidade de células positivas para Anexina-V pelo teste de citometria de fluxo, sugestivo de morte celular por necrose ou apoptose, no entanto, o Ru 05 induziu alteração no potencial de membrana mitocondrial, aumentou a expressão dos genes Bax, Caspase 9 e Tp53 realizado por PCR em tempo real e diminuiu a quantidade da proteína anti-apoptótica Bcl2 ativa nas células de S-180, levando a inferir que o complexo pode estar desencadeando morte celular por apoptose via intrínseca dependente de caspase. Já o Ru 08 não alterou estatisticamente o potencial de membrana mitocondrial celular, aumentou a expressão dos genes de Caspase 3, 8, 9 e Tp53, reduziu a quantidade de proteína anti-apoptótica Bcl2 ativa e aumentou a quantidade da proteína Caspase 3 ativa nas células de S-180 tratadas, permitindo inferir que esse complexo pode estar atuando pela via extrínseca. Porém, outros marcadores específicos são necessários para compreender qual a cascata de eventos da apoptose via extrínseca que está sendo necessária para efetivar esse processo de morte celular, elucidando o mecanismo de ação nas células de S-180 desses novos complexos de rutênio estudados, que se mostraram promissores quimioterápicos no tratamento do câncer.

A transição materno-embrionária é um fenômeno complexo caracterizado pela iniciação da transcrição no embrião e a substituição do mRNA materno pelo mRNA embrionário. O mRNA e as proteínas estocadas no oócito são utilizados nas primeiras clivagens e, posteriormente, o embrião deve iniciar a transcrição dos genes necessários ao seu desenvolvimento, que ocorre no estádio de oito células em embriões bovinos. Nesta etapa, podem ser observados embriões competentes a continuar o desenvolvimento, enquanto embriões incompetentes sofrem bloqueio. Pelo fato do bloqueio ocorrer na fase de ativação do genoma embrionário, formulou-se a hipótese de que o bloqueio estaria associado a genes transcritos neste momento, contrariamente à hipótese mais aceita de bloqueio passivo. O objetivo deste trabalho foi de identificar, categorizar e avaliar transcritos diferencialmente expressos entre embriões bovinos de desenvolvimento rápido e lento, além de elucidar possíveis vias de sinalização de morte ou sobrevivência celular. Para isso, foi feita uma hibridação em membrana de macro arranjo contendo genes humanos relacionados a ciclo celular, hibridada com aRNA marcado radioativamente oriundo de embriões bovinos produzidos in vitro de acordo com sua velocidade de desenvolvimento, seguido por RT-PCR e análise de vias de sinalização para validação da hibridação. A média de similaridade entre estes genes humanos e bovinos de 89,3%. Pelas membranas de macro arranjos foram identificados 120 genes com modulação diferencial entre embriões lentos e rápidos, sendo 100 genes com regulação superior nos embriões lentos. Entre os genes com modulação positiva nos embriões rápidos, 40% foram primariamente identificados como ligantes a proteínas e 25% têm atividade catalítica, com resultados similares no grupo de genes com modulação positiva nos embriões lentos. Por um lado, as diferenças de transcrição entre embriões de desenvolvimento rápido e lento não foram confirmadas pelo RTPCR. Mas os genes diferencialmente modulados estão associados e constitutivamente presentes em algumas vias de sinalização para morte celular. Os resultados sugerem que a ativação do genoma embrionário é necessária para a sinalização de vias de sobrevivência ou morte celular programada. Assim, o bloqueio do desenvolvimento não é um processo passivo, mas sim um processo ativo de transcrição de genes, ativando tanto a cascata de sobrevivência quanto a cascata de morte em embriões com baixo potencial de desenvolvimento. / Maternal-zygotic transition is a complex phenomenon characterized by the initiation of transcription in the embryo and the transition of maternal mRNA with embryonic mRNA. It is believed that the mRNAs and proteins synthethized by the oocyte during its growth and final maturation allow the zygote to develop during the early stages of embryo development up to the 8 cell-stage, the moment when the bovine embryo acquires transcriptional competence. Competent embryos are able to develop until blastocyst, while incompetent embryos block. Since the blockage occurs during embryo genome activation, we developed the hypothesis that gene transcription in incompetent embryos is associated with the blockage, instead of passive blockage. The aim of this work was to identify, categorize and analyze gene expression differences between fast cleavage and slow cleavage embryos, and discover possible signaling pathways to cell death or cell survival. We used a macroarray membrane spotted with human genes related to cell cycle and hybridizated with a radioactive labeled aRNA from fast or slow in vitro produced embryos. Real-time PCR and signaling pathways analysis were designed for further validation of the array. The mean similarity between human and bovine genes was 89,3%. According to the array membranes, it was possible to identify 120 genes differentially expressed between slow and fast cleavage embryos. Hence, the majority of the genes were more expressed in slow embryos (100 genes versus 20 genes in fast group). Among genes more expressed at fast embryos, 40% were identified as protein binding and 25% have catalytic activity, with similar results in slow embryos. In one hand, differences between fast and slow embryos transcripts were not confirmed by real-time PCR analysis. But on the other hand, the differentially expressed genes are somehow related to and constitutively present in some recognized death pathways. Together, these results presented herein suggest that embryonic genome activation is necessary for survival or cell death signaling. Moreover, developmental block is not a passive pathway, but rather a very active transcriptional pathway, leading to activation of cell survival genes prior to genes related to death in slow-developing embryos.