Thesis (Ph. D.)--University of Texas at Austin, 2008. / Vita. Includes bibliographical references.

A series of 28 square-planar dithiol(diimine)platinum(II) chromophoric complexes have been synthesized, characterized, and evaluated for potential efficacy in sensitization of solid state photovoltaic devices to the near-infrared regions of the electromagnetic spectrum. The effect of molecular stacking in the solid state and self-association in solution are shown to influence spectral, electronic, and magnetic properties of the chromophores. Such properties are investigated in the pure form and as partners in donor-acceptor charge transfer adducts. Finally, selected chromophores have been incorporated into single layer schottky diodes as neat films and as dopants in multi-layer organic photovoltaic devices. Evaluation of the devices internal quantum efficiency and voltage-current was measured as proof of concept.

Para estudar os mecanismos celulares que levam à mudança de cor cromomotora em crustáceos investigamos os cromatóforos ovarianos vermelhos do camarão de água doce Macrobrachium olfersi. A natureza do receptor do hormônio agregador de pigmento vermelho (RPCH) localizado na membrana plasmática é desconhecida. Muitos eventos das cascatas de sinalização induzidas por Ca2+ e GMPc, assim como os tipos de motores moleculares por elas ativados, são ainda obscuros. Avaliamos, farmacologicamente, pela perfusão in vitro dos cromatossomos com pigmentos inicialmente dispersos, possíveis funções do receptor acoplado à proteína G (GPCR), de receptores de glutamato não-NMDA (rGlu), da óxido nítrico sintase (NOS), da proteína cinase G (PKG), da cinase (MLCK) e da fosfatase (MLCP) da cadeia leve da miosina, da protéina cinase Rho (ROCK) e da miosina II não-muscular no mecanismo que induz a translocação pigmentar. Também investigamos a presença de microfilamentos de actina, microtúbulos, miosinas, cinesina e dineína, por microscopia de fluorescência. A inibição do GPCR com GDP--S (10 µM) não tem efeito significativo, mas com AntPG (5 µM) a agregação induzida por RPCH é inibida em 50%, e tem velocidade máxima de 13,3 ± 2,1 m/min (= RPCH-controle, 16,7 ± 1,6 m/min, P=0,85), seguida de dispersão espontânea. A inibição de rGlu com CNQX (50 µM) causa sutil hiperdispersão e inibe 25% da agregação induzida por RPCH, com velocidade máxima de 16 ± 1,5 µm/min (= RPCH-controle, P=0,95). A estimulação de rGlu com AMPA (30 µM) causa forte hiperdispersão (115%) e não afeta a agregação em relação ao RPCH-controle (velocidade máxima de 16,3 ± 1,8 µm/min, P=0,86). Com a inibição da NOS por L-NAME (5 mM), a agregação induzida por RPCH dura 14 min e chega aos 43,5 ± 10% de dispersão, com velocidade máxima de 11,1 ± 1,3 µm/min (= RPCH-controle, P=0,38). Com a PKG inibida por rp-sGMPc-trietilamina (3 µM), a agregação induzida por RPCH chega aos 36,2 ± 5,6% de dispersão em 12 min, com velocidade máxima de 16,9 ± 1,8 µm/min (= RPCH-controle, P=0,626), seguida de dispersão espontânea. A inibição da MLCP com cantaridina (10 µM) acelera a fase rápida da agregação induzida pelo RPCH (25,1 ± 2,6 µm/min, P= 0,017) e inibe sutilmente sua fase final (9,2 ± 5,1% após 30 min). A inibição da MLCK com ML-7 (10 µM) não afeta significativamente a agregação induzida pelo RPCH, que atinge 8,7 ± 3,14% de dispersão com velocidade máxima de 14,1 ± 1,6 µm/min (= RPCH-controle, P= 0,277). As inibições da ROCK com Y-27632 a 3 µM e H-1152 a 50 nM afetam a agregação pigmentar induzida por RPCH em 15,4 ± 4,8% e 32,8 ± 14,3%, e as velocidades máximas são similares ao RPCH-controle, de 18 ± 3,5 m/min (P=0,86) e 13,9 ± 2,3 m/min (P=0,9), respectivamente. Com H-1152 ocorre dispersão espontânea; e com ambos os compostos a dispersão durante a lavagem do RPCH é acelerada. A inibição da miosina II não-muscular com blebistatina reduz a resposta ao RPCH, havendo agregação até os 47 ± 6,2% em 16 min, com velocidade máxima de 9,1 ± 1,5 µm/min, (= RPCH-controle, P= 0,007), seguida de dispersão espontânea; a dispersão com a lavagem do RPCH ocorre normalmente. Por microscopia de fluorescência foram identificados microtúbulos, presentes nas extensões celulares com o pigmento agregado; microfilamentos de actina, aparentemente formandos trilhos aos grânulos pigmentares; miosina II não-muscular, em associação ao citoesqueleto; miosina esquelética e muscular, cinesina e dineína, em associação aos grânulos pigmentares. Evidenciamos que o receptor do RPCH pode ser do tipo GPCR. Os receptores pGlu não parecem ter papel na transdução de sinal deste neuropeptídeo. A NOS, a PKG, a MLCP e a ROCK têm papéis importante na agregação pigmentar, mas a MLCK aparentemente não. Sugerimos que o RPCH se acopla a um receptor associado à proteína G0 na membrana plasmática, e concomitantemente à elevação da concentração intracelular de Ca2+, desencadeia a ativação da NOS, que produz NO, estimulando da GC-S a liberar GMPc. Este segundo mensageiro ativa a PKG, que fosforila um sítio de ativação da miosina. O movimento da miosina é impulsionado por ciclos de fosforilação/defosforilação em um sítio regulatório de suas cadeias leves, catalizados pela MLCP e pela ROCK. Um dos tipos de miosina ativada pela PKG pode ser a miosina II não-muscular, que parece efetuar principalmente a fase lenta da agregação pigmentar. Outras miosinas e a dineína possivelmente também participam da agregação, enquanto que a cinesina parece ter papel na dispersão pigmentar. / To study the cellular mechanisms that lead to cromomotor color changes in crustaceans, we investigated the red ovarian chromatophores of the freshwater shrimp Macrobrachium olfersi. The nature of the receptor for red pigment concentrating hormone (RPCH) in the plasma membrane is unknown. Many events of the induced Ca2+ and GMPc signaling cascades, as well types of molecular motors activated are still obscure. We evaluated, using pharmacological perfusions in vitro of chromatossomes with initially dispersed pigments, putative functions of a G protein coupled receptor (GPCR), non-NMDA glutamate receptors (rGlu), nitric oxide sintase (NOS), protein kinase G (PKG), myosin light chain kinase (MLCK) and phosphatase (MLCP), Rho protein kinase (ROCK) and non-muscular myosin II in the mechanism that induces pigment translocation. We also investigated by fluorescence microscopy the presence of myosins, kinesin, dinein, actin microfilaments and microtubules. GPCR inhibition with 10 µM GDP--S has no significant effect, but 5 µM PGAnt inhibits 50% of RPCH-triggered aggregation, that has maximum velocity of 13,3 ± 2,1 m/min (= RPCH-control, 16,7 ± 1,6 m/min, P=0,85), followed by spontaneous dispersion. rGlu inhibition with 50 µM CNQX causes subtle hyperdispersion and inhibits 25% RPCH induced aggregation, with a maximum velocity of 16 ± 1,5 µm/min (= RPCH-control, P=0,95). rGlu stimulation with 30 µM AMPA causes strong pigment hyperdispersion (115%) but does not affect aggregation compared to RPCH-control (16,3 ± 1,8 µm/min maximum velocity, P=0,86). NOS inhibition with 5 mM L-NAME affects RPCH-triggered aggregation, that lasts 14 min and reaches 43,5 ± 10% dispersion, with maximum velocity of 11,1 ± 1,3 µm/min (= RPCH-control, P=0,38). PKG inhibition with 3 µM rp-cGMPs-thrietylamine affects RPCH-triggered aggregation, that lasts 2 min and reaches 36,2 ± 5,6% dispersion with maximum velocity of 16,9 ± 1,8 µm/min (= RPCH-control, P=0,626), followed by spontaneous dispersion. MLCP inhibition with 10 µM cantharidin accelerates the RPCH-triggered aggregation fast phase (25,1 ± 2,6 µm/min, P= 0,017) and subtly inhibits final aggregation (9,2 ± 5,1% after 30 min). MLCK inhibition with 10 µM ML-7 does not significantly affect RPCH-induced aggregation, that reaches 8,7 ± 3,14% dispersion with a maximum velocity of 4,1 ± 1,6 µm/min (= RPCH-control, P= 0,277). ROCK inhibition with 3µM Y-27632 or 50 nM H-1152 decreases RPCH-triggered pigment aggregation by 15,4 ± 4,8% and 32,8 ± 14,3%; maximum velocities are similar to RPCH-control, 18 ± 3,5 m/min (P=0,86) and 13,9 ± 2,3 m/min (P=0,9), respectively. H-1152 induces spontaneous dispersion; dispersion during RPCH washout is accelerated by both Y-27632 and H-1152. Non-muscular myosin II inhibited with blebbistatin reduces the response to RPCH, aggregation reaching 47 ± 6,2% in 16 min, with a maximum velocity of 9,1 ± 1,5 µm/min (= RPCH-control, P= 0,007), followed by spontaneous dispersion; RPCH washout leads to normal dispersion. Microtubules are present in the cellular extensions in chromatophores with aggregated pigments; actin microfilaments, apparently form trails to associate with pigment granules; non-muscular myosin II is associated with the cytoskeleton; skeletal and muscular myosin, kinesin and dinein, associated with the granules, were revealed by fluorescence microscopy. We showed that the RPCH receptor may be a GPCR. A pGlu receptor does not seem to be present and play a role in signal transduction. NOS, PKG, MLCP and ROCK play important roles in pigment aggregation, although MLCK apparently does not. We suggest that RPCH binds to a G0 protein coupled receptor in the plasma membrane, and together with cytosolic [Ca2+] increase, triggers NOS activation, producing NO, that stimulates GC-S to release cGMP. This second messenger activates PKG, that phosphorylates an activation site on myosin, whose movements are driven by a phosphorylation/dephosphorylation cycle at a regulatory site on the myosin light chain, catalyzed by MLCP and ROCK. One of the PKG activated myosins may be non-muscular myosin II, which seems to effect mainly the slow phase of pigment aggregation. Other myosins and dinein possibly also participate in pigment aggregation, while kynesin seems to play a role in pigment dispersion.

This PhD thesis addresses several aspects of the biology and ecology of the squid Doryteuthis plei in the coast of São Paulo, SE Brazil, at both the population and individual levels. On the population structure of the exploited stock, it includes the patterns of reproductive activity, size-at-maturity, and biometrics of reproductive organs associated with squid size, as well as feeding habits and ontogenetic, sexual, and spatial-temporal shifts. Generalized Additive Models for Location, Scale, and Shape (GAMLSS) were used to identify such population patterns and spatial and temporal factors based on the particular small-scale fishery that targets the species around the São Sebastião Island. At the individual level, the study focused on behavioural traits in two periods of the life-cycle: (1) the reproductive phase, where the body patterns were described, generating a comprehensive ethogram for the species, and (2) the paralarval phase, where the development of swimming and predatory behaviours was detailed. Size-at-maturity was found to be 151-175 mm of mantle length (ML) for females, and 187-190 mm ML for males, that also showed the co-occurrence of two distinct maturation groups (Chapter 1). A significant peak of females gonad weight occurs in February and March especially in the island\'s South and Southeastern areas, and of males in March. An ethogram analysis showed 19 chromatic, 5 locomotor, and 12 postural components and behavioural sequences for the species, including agonistic, courtship, and mating behaviour (Chapter 2). Light chromatic components (clear and iridophore splotches) showed a longer duration than dark chromatic components, especially those associated with calm behaviour, more frequent in females. Males appeared more dedicated to disputes over resources and used fast miscellaneous visual signalling. In respect to feeding habits (Chapter 3), prey composition differed among sexes, size, maturity, and spatio-temporal pattern. Females do not stop feeding during sexual maturation and the amount of food increases with size. Cephalopods were significant preys for mature females, as well as fish and crustaceans to the largest females, while pelagic polychaetes were dominant prey for largest males. Observations and filming of D. plei paralarvae (Chapter 4) show a complex predatory behaviour on live preys, with different hunting types differing in speed and position. Aggressive intra-specific behaviour was found in the absence of prey when paralarvae show both a pursuit strategy and a rapid backward escape after attack. These findings contribute to better understand the population biology and behavior of the species and also in the future definition and guidance of fisheries management plans. / A presente tese aborda diferentes aspectos da biologia e ecologia da lula Doryteuthis plei na costa de São Paulo, SE do Brasil, tanto em nível individual quanto populacional. Com relação à estrutura populacional do estoque explorado, foram analisados padrões da atividade reprodutiva, tamanho de primeira maturação, morfometria dos órgãos reprodutivos associados às fases de desenvolvimento e também hábitos alimentares e mudanças ontogenéticas, sexuais e espaço-temporais. Modelos aditivos generalizados para localização, escala e forma (Generalized Additive Models for Location, Scale, and Shape - GAMLSS) foram utilizados com intuito de identificar padrões populacionais, espaciais e temporais baseados em desembarques da pesca de pequena escala em torno da Ilha de São Sebastiao. Em nível individual, o estudo abordou padrões comportamentais em 2 diferentes períodos do ciclo de vida: (1) fase de reprodução, onde padrões corporais foram descritos, tendo como resultado um abrangente etograma (2) fase paralarval, onde o desenvolvimento de comportamento natatório e predatório foram detalhados. O tamanho de primeira maturação foi estimado entre 151 e 175 mm de comprimento do manto (ML) para as fêmeas e entre 187 e 190 mm ML para os machos, também foi identificada a co-ocorrência de 2 grupos de maturação para os machos. (Capitulo 1). Um pico significativo com relação ao peso das gônadas foi identificado entre os meses de Fevereiro e Março para as fêmeas e em Março para os machos, especialmente nas áreas Sul e Sudeste da ilha. Uma análise dos comportamentos reprodutivos e dos padrões corporais, resultando em um amplo etograma, revelou 19 componentes cromáticos, 5 locomotores e 12 posturais, como também, sequências comportamentais para a espécie, incluindo comportamentos agonístico, de corte e acasalamento (Capitulo 2). Componentes cromáticos claros (manchas claras e irridóforos) apresentaram maior duração do que os componentes cromáticos escuros, particularmente aqueles relacionados ao comportamento calmo, mais frequente nas fêmeas. Machos aparentemente foram mais propensos a disputas por recursos usando sinalizações visuais rápidas e variadas. Em relação aos hábitos alimentares (Capítulo 3), a composição de presas diferiu entre sexos, tamanhos, maturidade e padrões espaço-temporais. As fêmeas não deixaram de se alimentar durante a maturação e foi observada uma relação positiva entre a quantidade de alimentos e o tamanho dos indivíduos. Pequenos cefalópodes, assim como peixes e crustáceos foram às presas mais significativas entre as fêmeas maduras, enquanto que para os machos foram os poliquetas. Através de observações e filmagens de paralarvas de D. plei (Capitulo 4), identificou-se um comportamento predatório complexo sobre presas vivas, com diferentes tipos de caça que diferem em velocidade e posição. Comportamentos agressivos entre indivíduos da mesma espécie (estratégias de ataque e fuga) foram identificados quando na ausência de presas. Estes achados contribuem para melhor compreender a biologia populacional, comportamento da espécie, e também na futura definição e orientação nos planos do manejo pesqueiro.

Clitellate annelids display conserved mechanisms of segmental ectodermal and mesodermal patterning. These tissues are generated by asymmetric divisions of large stem cells called teloblasts, elongating the ectoderm and mesoderm of the embryo. Each teloblast-derived lineage makes highly stereotyped contributions to the leech: the N, O, P, and Q contribute specific neurons, epidermis, and other ectodermal tissues along the ventral-to-dorsal axis of the embryo, respectively. The N and Q ectodermal lineages appear to be specified autonomously, but specification of the O and P lineages depends upon interactions with other, neighboring teloblast lineages. Until quite recently, there have been precious few teloblast lineage-specific markers, and virtually no molecular candidates for genes influencing the proper differentiation of any of these lineages. Here, I explore the possibility that members of the Pax-Six-Eyes absent-Dachshund network are involved in leech ectodermal patterning. I show that the leech Helobdella sp. Austin has two Pax6 paralogs, and demonstrate that Hau-Pax6A is expressed early in a subset of N-derived cells and O-derived cells. Next, I demonstrate that an ortholog of the six gene family, Hau-six1/2a, is expressed in the P lineage. I show through a series of cell ablations that Hau-six1/2a expression is regulated by neighboring teloblasts in a manner consistent with P fate induction, hinting that this transcription factor may be involved in P specification. The identification of these genes is a first step towards dissecting the molecular mechanisms of ectodermal teloblast differentiation in the leech embryo. The evolutionary context of the deployment of these genes is also discussed. In the appendices, I present two projects on the evolution of pigment patterns in Danio rerio and its relatives. In the first, I show that the larval melanin-containing pigment cells of Danio nigrofasciatus are uniquely redeployed into the adult pigment pattern, in contrast to seven related fishes. In the second, I show that variation in yellow pigment cell populations in different danio species may be dependent on variable signaling through the receptor tyrosine kinase fms pathway. / text

This PhD thesis addresses several aspects of the biology and ecology of the squid Doryteuthis plei in the coast of São Paulo, SE Brazil, at both the population and individual levels. On the population structure of the exploited stock, it includes the patterns of reproductive activity, size-at-maturity, and biometrics of reproductive organs associated with squid size, as well as feeding habits and ontogenetic, sexual, and spatial-temporal shifts. Generalized Additive Models for Location, Scale, and Shape (GAMLSS) were used to identify such population patterns and spatial and temporal factors based on the particular small-scale fishery that targets the species around the São Sebastião Island. At the individual level, the study focused on behavioural traits in two periods of the life-cycle: (1) the reproductive phase, where the body patterns were described, generating a comprehensive ethogram for the species, and (2) the paralarval phase, where the development of swimming and predatory behaviours was detailed. Size-at-maturity was found to be 151-175 mm of mantle length (ML) for females, and 187-190 mm ML for males, that also showed the co-occurrence of two distinct maturation groups (Chapter 1). A significant peak of females gonad weight occurs in February and March especially in the island\'s South and Southeastern areas, and of males in March. An ethogram analysis showed 19 chromatic, 5 locomotor, and 12 postural components and behavioural sequences for the species, including agonistic, courtship, and mating behaviour (Chapter 2). Light chromatic components (clear and iridophore splotches) showed a longer duration than dark chromatic components, especially those associated with calm behaviour, more frequent in females. Males appeared more dedicated to disputes over resources and used fast miscellaneous visual signalling. In respect to feeding habits (Chapter 3), prey composition differed among sexes, size, maturity, and spatio-temporal pattern. Females do not stop feeding during sexual maturation and the amount of food increases with size. Cephalopods were significant preys for mature females, as well as fish and crustaceans to the largest females, while pelagic polychaetes were dominant prey for largest males. Observations and filming of D. plei paralarvae (Chapter 4) show a complex predatory behaviour on live preys, with different hunting types differing in speed and position. Aggressive intra-specific behaviour was found in the absence of prey when paralarvae show both a pursuit strategy and a rapid backward escape after attack. These findings contribute to better understand the population biology and behavior of the species and also in the future definition and guidance of fisheries management plans. / A presente tese aborda diferentes aspectos da biologia e ecologia da lula Doryteuthis plei na costa de São Paulo, SE do Brasil, tanto em nível individual quanto populacional. Com relação à estrutura populacional do estoque explorado, foram analisados padrões da atividade reprodutiva, tamanho de primeira maturação, morfometria dos órgãos reprodutivos associados às fases de desenvolvimento e também hábitos alimentares e mudanças ontogenéticas, sexuais e espaço-temporais. Modelos aditivos generalizados para localização, escala e forma (Generalized Additive Models for Location, Scale, and Shape - GAMLSS) foram utilizados com intuito de identificar padrões populacionais, espaciais e temporais baseados em desembarques da pesca de pequena escala em torno da Ilha de São Sebastiao. Em nível individual, o estudo abordou padrões comportamentais em 2 diferentes períodos do ciclo de vida: (1) fase de reprodução, onde padrões corporais foram descritos, tendo como resultado um abrangente etograma (2) fase paralarval, onde o desenvolvimento de comportamento natatório e predatório foram detalhados. O tamanho de primeira maturação foi estimado entre 151 e 175 mm de comprimento do manto (ML) para as fêmeas e entre 187 e 190 mm ML para os machos, também foi identificada a co-ocorrência de 2 grupos de maturação para os machos. (Capitulo 1). Um pico significativo com relação ao peso das gônadas foi identificado entre os meses de Fevereiro e Março para as fêmeas e em Março para os machos, especialmente nas áreas Sul e Sudeste da ilha. Uma análise dos comportamentos reprodutivos e dos padrões corporais, resultando em um amplo etograma, revelou 19 componentes cromáticos, 5 locomotores e 12 posturais, como também, sequências comportamentais para a espécie, incluindo comportamentos agonístico, de corte e acasalamento (Capitulo 2). Componentes cromáticos claros (manchas claras e irridóforos) apresentaram maior duração do que os componentes cromáticos escuros, particularmente aqueles relacionados ao comportamento calmo, mais frequente nas fêmeas. Machos aparentemente foram mais propensos a disputas por recursos usando sinalizações visuais rápidas e variadas. Em relação aos hábitos alimentares (Capítulo 3), a composição de presas diferiu entre sexos, tamanhos, maturidade e padrões espaço-temporais. As fêmeas não deixaram de se alimentar durante a maturação e foi observada uma relação positiva entre a quantidade de alimentos e o tamanho dos indivíduos. Pequenos cefalópodes, assim como peixes e crustáceos foram às presas mais significativas entre as fêmeas maduras, enquanto que para os machos foram os poliquetas. Através de observações e filmagens de paralarvas de D. plei (Capitulo 4), identificou-se um comportamento predatório complexo sobre presas vivas, com diferentes tipos de caça que diferem em velocidade e posição. Comportamentos agressivos entre indivíduos da mesma espécie (estratégias de ataque e fuga) foram identificados quando na ausência de presas. Estes achados contribuem para melhor compreender a biologia populacional, comportamento da espécie, e também na futura definição e orientação nos planos do manejo pesqueiro.

Para estudar os mecanismos celulares que levam à mudança de cor cromomotora em crustáceos investigamos os cromatóforos ovarianos vermelhos do camarão de água doce Macrobrachium olfersi. A natureza do receptor do hormônio agregador de pigmento vermelho (RPCH) localizado na membrana plasmática é desconhecida. Muitos eventos das cascatas de sinalização induzidas por Ca2+ e GMPc, assim como os tipos de motores moleculares por elas ativados, são ainda obscuros. Avaliamos, farmacologicamente, pela perfusão in vitro dos cromatossomos com pigmentos inicialmente dispersos, possíveis funções do receptor acoplado à proteína G (GPCR), de receptores de glutamato não-NMDA (rGlu), da óxido nítrico sintase (NOS), da proteína cinase G (PKG), da cinase (MLCK) e da fosfatase (MLCP) da cadeia leve da miosina, da protéina cinase Rho (ROCK) e da miosina II não-muscular no mecanismo que induz a translocação pigmentar. Também investigamos a presença de microfilamentos de actina, microtúbulos, miosinas, cinesina e dineína, por microscopia de fluorescência. A inibição do GPCR com GDP--S (10 µM) não tem efeito significativo, mas com AntPG (5 µM) a agregação induzida por RPCH é inibida em 50%, e tem velocidade máxima de 13,3 ± 2,1 m/min (= RPCH-controle, 16,7 ± 1,6 m/min, P=0,85), seguida de dispersão espontânea. A inibição de rGlu com CNQX (50 µM) causa sutil hiperdispersão e inibe 25% da agregação induzida por RPCH, com velocidade máxima de 16 ± 1,5 µm/min (= RPCH-controle, P=0,95). A estimulação de rGlu com AMPA (30 µM) causa forte hiperdispersão (115%) e não afeta a agregação em relação ao RPCH-controle (velocidade máxima de 16,3 ± 1,8 µm/min, P=0,86). Com a inibição da NOS por L-NAME (5 mM), a agregação induzida por RPCH dura 14 min e chega aos 43,5 ± 10% de dispersão, com velocidade máxima de 11,1 ± 1,3 µm/min (= RPCH-controle, P=0,38). Com a PKG inibida por rp-sGMPc-trietilamina (3 µM), a agregação induzida por RPCH chega aos 36,2 ± 5,6% de dispersão em 12 min, com velocidade máxima de 16,9 ± 1,8 µm/min (= RPCH-controle, P=0,626), seguida de dispersão espontânea. A inibição da MLCP com cantaridina (10 µM) acelera a fase rápida da agregação induzida pelo RPCH (25,1 ± 2,6 µm/min, P= 0,017) e inibe sutilmente sua fase final (9,2 ± 5,1% após 30 min). A inibição da MLCK com ML-7 (10 µM) não afeta significativamente a agregação induzida pelo RPCH, que atinge 8,7 ± 3,14% de dispersão com velocidade máxima de 14,1 ± 1,6 µm/min (= RPCH-controle, P= 0,277). As inibições da ROCK com Y-27632 a 3 µM e H-1152 a 50 nM afetam a agregação pigmentar induzida por RPCH em 15,4 ± 4,8% e 32,8 ± 14,3%, e as velocidades máximas são similares ao RPCH-controle, de 18 ± 3,5 m/min (P=0,86) e 13,9 ± 2,3 m/min (P=0,9), respectivamente. Com H-1152 ocorre dispersão espontânea; e com ambos os compostos a dispersão durante a lavagem do RPCH é acelerada. A inibição da miosina II não-muscular com blebistatina reduz a resposta ao RPCH, havendo agregação até os 47 ± 6,2% em 16 min, com velocidade máxima de 9,1 ± 1,5 µm/min, (= RPCH-controle, P= 0,007), seguida de dispersão espontânea; a dispersão com a lavagem do RPCH ocorre normalmente. Por microscopia de fluorescência foram identificados microtúbulos, presentes nas extensões celulares com o pigmento agregado; microfilamentos de actina, aparentemente formandos trilhos aos grânulos pigmentares; miosina II não-muscular, em associação ao citoesqueleto; miosina esquelética e muscular, cinesina e dineína, em associação aos grânulos pigmentares. Evidenciamos que o receptor do RPCH pode ser do tipo GPCR. Os receptores pGlu não parecem ter papel na transdução de sinal deste neuropeptídeo. A NOS, a PKG, a MLCP e a ROCK têm papéis importante na agregação pigmentar, mas a MLCK aparentemente não. Sugerimos que o RPCH se acopla a um receptor associado à proteína G0 na membrana plasmática, e concomitantemente à elevação da concentração intracelular de Ca2+, desencadeia a ativação da NOS, que produz NO, estimulando da GC-S a liberar GMPc. Este segundo mensageiro ativa a PKG, que fosforila um sítio de ativação da miosina. O movimento da miosina é impulsionado por ciclos de fosforilação/defosforilação em um sítio regulatório de suas cadeias leves, catalizados pela MLCP e pela ROCK. Um dos tipos de miosina ativada pela PKG pode ser a miosina II não-muscular, que parece efetuar principalmente a fase lenta da agregação pigmentar. Outras miosinas e a dineína possivelmente também participam da agregação, enquanto que a cinesina parece ter papel na dispersão pigmentar. / To study the cellular mechanisms that lead to cromomotor color changes in crustaceans, we investigated the red ovarian chromatophores of the freshwater shrimp Macrobrachium olfersi. The nature of the receptor for red pigment concentrating hormone (RPCH) in the plasma membrane is unknown. Many events of the induced Ca2+ and GMPc signaling cascades, as well types of molecular motors activated are still obscure. We evaluated, using pharmacological perfusions in vitro of chromatossomes with initially dispersed pigments, putative functions of a G protein coupled receptor (GPCR), non-NMDA glutamate receptors (rGlu), nitric oxide sintase (NOS), protein kinase G (PKG), myosin light chain kinase (MLCK) and phosphatase (MLCP), Rho protein kinase (ROCK) and non-muscular myosin II in the mechanism that induces pigment translocation. We also investigated by fluorescence microscopy the presence of myosins, kinesin, dinein, actin microfilaments and microtubules. GPCR inhibition with 10 µM GDP--S has no significant effect, but 5 µM PGAnt inhibits 50% of RPCH-triggered aggregation, that has maximum velocity of 13,3 ± 2,1 m/min (= RPCH-control, 16,7 ± 1,6 m/min, P=0,85), followed by spontaneous dispersion. rGlu inhibition with 50 µM CNQX causes subtle hyperdispersion and inhibits 25% RPCH induced aggregation, with a maximum velocity of 16 ± 1,5 µm/min (= RPCH-control, P=0,95). rGlu stimulation with 30 µM AMPA causes strong pigment hyperdispersion (115%) but does not affect aggregation compared to RPCH-control (16,3 ± 1,8 µm/min maximum velocity, P=0,86). NOS inhibition with 5 mM L-NAME affects RPCH-triggered aggregation, that lasts 14 min and reaches 43,5 ± 10% dispersion, with maximum velocity of 11,1 ± 1,3 µm/min (= RPCH-control, P=0,38). PKG inhibition with 3 µM rp-cGMPs-thrietylamine affects RPCH-triggered aggregation, that lasts 2 min and reaches 36,2 ± 5,6% dispersion with maximum velocity of 16,9 ± 1,8 µm/min (= RPCH-control, P=0,626), followed by spontaneous dispersion. MLCP inhibition with 10 µM cantharidin accelerates the RPCH-triggered aggregation fast phase (25,1 ± 2,6 µm/min, P= 0,017) and subtly inhibits final aggregation (9,2 ± 5,1% after 30 min). MLCK inhibition with 10 µM ML-7 does not significantly affect RPCH-induced aggregation, that reaches 8,7 ± 3,14% dispersion with a maximum velocity of 4,1 ± 1,6 µm/min (= RPCH-control, P= 0,277). ROCK inhibition with 3µM Y-27632 or 50 nM H-1152 decreases RPCH-triggered pigment aggregation by 15,4 ± 4,8% and 32,8 ± 14,3%; maximum velocities are similar to RPCH-control, 18 ± 3,5 m/min (P=0,86) and 13,9 ± 2,3 m/min (P=0,9), respectively. H-1152 induces spontaneous dispersion; dispersion during RPCH washout is accelerated by both Y-27632 and H-1152. Non-muscular myosin II inhibited with blebbistatin reduces the response to RPCH, aggregation reaching 47 ± 6,2% in 16 min, with a maximum velocity of 9,1 ± 1,5 µm/min (= RPCH-control, P= 0,007), followed by spontaneous dispersion; RPCH washout leads to normal dispersion. Microtubules are present in the cellular extensions in chromatophores with aggregated pigments; actin microfilaments, apparently form trails to associate with pigment granules; non-muscular myosin II is associated with the cytoskeleton; skeletal and muscular myosin, kinesin and dinein, associated with the granules, were revealed by fluorescence microscopy. We showed that the RPCH receptor may be a GPCR. A pGlu receptor does not seem to be present and play a role in signal transduction. NOS, PKG, MLCP and ROCK play important roles in pigment aggregation, although MLCK apparently does not. We suggest that RPCH binds to a G0 protein coupled receptor in the plasma membrane, and together with cytosolic [Ca2+] increase, triggers NOS activation, producing NO, that stimulates GC-S to release cGMP. This second messenger activates PKG, that phosphorylates an activation site on myosin, whose movements are driven by a phosphorylation/dephosphorylation cycle at a regulatory site on the myosin light chain, catalyzed by MLCP and ROCK. One of the PKG activated myosins may be non-muscular myosin II, which seems to effect mainly the slow phase of pigment aggregation. Other myosins and dinein possibly also participate in pigment aggregation, while kynesin seems to play a role in pigment dispersion.